电动汽车两档变速器悬置安装点设计优化.pdf

"电动汽车两档变速器悬置安装点设计优化" 本文主要研究电动汽车两档变速器悬置安装点的设计优化，以提高电动汽车的续驶里程和经济性能。通过对两档变速器悬置安装点的风险工况分析和有限元建模，得到悬置安装点的强度分布结果，并根据结果提出传递路径和局部加筋优化方案。 电动汽车是新能源汽车发展的重点方向，其需要解决的问题包括安全性能、续驶里程、环境适应性能等。动力总成效率是纯电动汽车续驶里程影响因素之一，采用两档变速器进行匹配，可以使动力总成运行在高效区间，从而提高整车经济性能。 两档变速器相比于固定档变速器整车能耗降低6.6%，续驶里程延长7.1%。基于电动汽车续驶里程提升需求，两档变速器方案得到较多研究，相关研究主要集中在两档变速器速比优化和换挡策略优化等方向，以获得更好的经济性能。 但是，两档变速器也存在一些问题，例如换挡冲击、变速器噪声等NVH风险，以及动力总成整体重量增加、成本增加等轻量化和成本风险。纯电动汽车动力总成存在能量密度高、扭矩响应快等特点，在车辆起步、换挡、倒车等工况下，两档变速器存在受机械冲击引起的断裂风险。 两档变速器断裂风险重点在悬置安装点位置，其原因主要为整车加速、转弯、上下颠簸等工况时存在由于重力引起的机械冲击，叠加扭矩引起的悬置支反力等。由于两档变速器悬置安装点位置实际载荷复杂，在样件设计开发过程中需对其进行分析校核及设计优化，防止发生断裂而引起的动力总成脱落、动力中断等安全问题。 本文根据某款两档变速器设计开发过程，根据类似项目断裂失效问题，识别断裂风险工况，根据风险工况下载荷计算两档变速器强度，并验证其抗断裂的性能；通过风险工况下应力分布结果，确定传递路径及安装点附近局部加筋优化方案。 优化方案的实施在整体重量仅增加1%前提下，提 升了两档变速器风险工况强度10.17%，提高了刚度性能14.2%，解决了其变形及断裂风险。 风险工况载荷计算是两档变速器悬置安装点设计优化的重要步骤。根据电动车悬置载荷分解工况，与Z向载荷相关的有Z向上下5g工况，以及Z向上下5g/Y向左右3g工况，该部分工况中，Z向-6g/Y向土3g工况为最危险工况，作为强度校核危险工况使用。 前期项目悬置安装点断裂根据动力总成重量、质心、转动惯量，以及悬置设计位置及设计刚度，建立动力总成6自由度刚体模型，可计算出给定工况下的悬置安装点载荷。根据计算结果，确定悬置安装点的强度分布结果，并根据结果提出传递路径及安装点附近局部加筋优化方案。 本文的研究结果表明，通过有限元建模和风险工况载荷计算，能够对两档变速器悬置安装点进行设计优化，提高电动汽车的续驶里程和经济性能，并解决两档变速器断裂风险等问题，具有重要的理论意义和实践价值。