纯电动车悬置为什么多采用质心式布置方式?
在电动汽车(EV)的设计中,动力总成悬置系统的布置方式对于整车性能至关重要。与传统燃油车相比,电动汽车的悬置系统布置形式有着显著的差异。本文将探讨电动汽车动力总成悬置的五种布置形式,并分析其在不同扭矩作用下的表现,以期为电动汽车悬置系统的优化提供理论依据。
电动汽车悬置布置形式的多样性
当前,电动汽车的动力总成悬置布置形式主要有五种,如图1所示。这些布置形式包括了不同的悬置点组合,旨在适应电动汽车特有的动力总成特性和整车设计需求。
电动汽车动力总成悬置布置形式
图1 电动车动力总成悬置系统布置形式
悬置布置形式的简化模型分析
为了深入理解不同悬置布置形式的性能,建立了ABAQUS简化模型,对五种布置形式进行了分析。所有模型均采用相同的动力总成惯量、扭矩和悬置刚度曲线,以确保分析的一致性和可比性。
图2 工况计算简化模型
在100%扭矩(Tmax)、50%扭矩(T50)和30%扭矩(T30)的作用下,利用图2模型对动力总成的姿态变化(主要考虑绕Y轴的旋转角度Ry)和悬置受力进行了详细分析。
分析结果如图3和图4所示,其中RR代表后部悬置,LH代表左侧悬置,RH代表右侧悬置。
图3 不同悬置布置方案下电驱总成姿态比较
图4 不同悬置布置方案下电驱总成悬置受力比较
悬置布置形式的性能对比
分析结果表明,扭矩轴(TRA)布置方式在动力总成姿态和悬置受力方面都是最大的,大约是其他布置形式的两倍。这种布置方式要求悬置具有更高的刚度,但同时也会导致悬置隔振率降低。因此,电动汽车不宜采用燃油车常用的TRA轴布置方式。
另外三种布置方式——前2+后1、左2+右1、左1+右2——在动力总成姿态和悬置总受力方面表现相近。然而,在左2+右1和左1+右2的布置方式中,悬置受力不均,其中一个悬置的受力明显较小。
相比之下,前1+后2的布置方式被认为是最优的。在这种布置下,动力总成的姿态变化和悬置受力都是最小的,这主要是因为悬置点与TRA轴的距离最大。
图5 电动车动力总成悬置系统布置形式
结论与建议
综合分析结果,电动汽车的悬置布置应避免沿用传统燃油车的TRA轴布置思路。相反,应使悬置的弹性中心点尽可能远离TRA轴,以实现悬置受力最小化和动力总成姿态变化最小化。此外,由于悬置受力较小,可以在保证动力总成姿态变化相同的前提下,采用刚度更小的悬置,从而提高悬置系统的隔振率。
通过这种优化,电动汽车不仅能提高乘坐舒适性,还能确保动力总成的稳定性和整车的动态性能,满足电动汽车对高性能悬置系统的需求。
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