电动汽车电机悬置框架的安全性能和轻量化研究.pdf

电动汽车的电机悬置框架是车辆安全性和轻量化设计的关键部分，尤其在电动汽车中，由于电驱动系统的尺寸和重量相比内燃机更小，因此需要特殊的设计来保证整体结构的稳定性和安全性。本研究主要探讨了电动汽车电机悬置框架在安全性能和轻量化方面的研究。 电机悬置框架的布置形式直接影响车辆的性能。电动汽车常采用三点式悬置，分为下托式和上挂式。下托式悬置将电机置于前纵梁下方，所有悬置点承受Z向力，但因受力大，对横梁的强度要求高。相比之下，上挂式悬置通过框架将电机挂载于前纵梁上方，承载效果更好，且后悬置能提供Y向抗扭作用。 在结构设计方面，上挂式悬置框架由两根横梁和5根纵梁组成，材料通常选用45#型钢，以保证强度。横梁上的小套筒用于固定电器件，横梁的跨度需控制在300~350mm，以适应不同车型的需求。同时，考虑到碰撞安全，后横梁位置应设在纵梁碰撞折弯点之前。 电器和线束的布置也至关重要。电器件如三合一控制器、蓄电池、PTC和冷凝器等需合理分布，保持安全间隙，以防止碰撞时损坏或引发火灾。例如，散热量大的部件应布置在迎风位置，体积大的部件尽量布置在前端或右侧，避免与电动助力泵在同一平面。线束的布线要整齐，避免交叉和缠绕，尤其高压线束和蓄电池线束必须避开碰撞区。 对于安全性能的仿真分析，研究者依据C-NCAP的MPDB碰撞试验工况进行了CAE仿真，评估了车身耐撞性和电安全。结果显示，上挂式悬置框架方案在减小加速度峰值和改善碰撞波形方面表现出色，同时也降低了短路起火的风险。 为实现轻量化，研究中将悬置框架的材料由45#型钢替换为铝合金，经过结构优化后，不仅满足了碰撞安全要求，还减轻了2.8kg的重量，这在电动汽车领域具有显著的意义，因为轻量化设计能够提高能效，延长续航里程，同时有利于降低制造成本。 电动汽车电机悬置框架的安全性能和轻量化研究对于提升新能源汽车的整体性能和市场竞争力具有重要价值。通过精心设计悬置布置、框架结构以及电器和线束的布局，结合先进的材料科学，可以确保电动汽车在保证乘客安全的同时，实现更高效、更轻盈的设计目标。未来的研究将继续探索更多创新的轻量化技术和材料，以进一步优化悬置框架的设计。