原创《燃油车改纯电动汽车底盘优化设计》
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随着国家新能源政策密集的发布,产业结构的调整越来越快,要求传统燃油汽车企业在生产燃油车的同时需要生产节能环保的电动汽车,并且实行了双积分的政策.这对传统燃油车企业来说迫切需要向电动汽车产业方向转变,但原来厂房设施都是传统燃油汽车的布局,短时间布局轻量化的电动汽车生产线不太可行,而将燃油车改为纯电动汽车的产品改变方案短时间内变得可行.
燃油车改为纯电动汽车,除了安装电池需要下车体做变更设计外,整车由于三电系统的缘故,电池的增加会加大整车的质量,这就要求底盘系统需要重新匹配设计,以满足纯电动汽车的实际行驶的需要.
笔者列举了一款燃油车变为纯电动汽车的底盘优化设计方法,供大家借鉴学习.
底盘优化设计
底盘悬架系统优化设计需要用到adams软件,对底盘运动学、动力学进行分析,根据分析的结果进行局部调整及优化,逐渐达到理想的状态参数作为样车制作的基准.
该车型的整车参数：轴距为2660 mm,前轮距为1550 mm,后轮距为1550 mm.
1.悬架KC分析
动力学模型建立
建立前、后悬架系统动力学模型（见图1和图2）,设置好四轮定位参数、前悬架系统硬点参数、后悬架硬点参数,评估悬架KC性能,针对该车型悬架改电动车存在的风险给出改进建议.
电动汽车整车控制器基本有以下几项功能：
1）整车上下电管理功能
控制整车上电、下电、OFF档蓄电池充电、OFF档高压用电、预约充电等功能.
分析发现,前悬架侧倾刚度偏小,通过加大稳定杆直径得到改善,转向传动比偏大,更改齿轮齿条传动比得到改善,主销偏置距偏大,通过更改减振器上点位置得到改善.
后悬架在垂跳工况下,曲线线性较差,通过更改减振器上点位置得到改善.
2.操稳分析
建立整车多刚体动力学模型,如图4所示.
评估整车操稳性能,针对标杆车悬架改电动车存在的风险给出改进建议.
轮胎参数
轮胎型号为225/60R18,断面宽度为225 mm,自由半径为363.6 mm,垂向刚度为240 N/mm.
稳态回转
1）加重500 kg,整车不足转向度、侧倾角梯度、侧偏角梯度都增大.
2）单独增加弹簧刚度,整车不足转向度、侧倾角梯度减小.
角阶跃
1）加重500 kg,横摆角速度增益和侧向加速度增益都减小,响应时间变短,最大侧倾角速度增加.
2）单独增加弹簧刚度,横摆角速度增益和侧向加速度增益都增加,响应时间变长,最大侧倾角速度减小.
频率扫描
1）加重500 kg,各参数的峰值频率和90%通频带宽都增加,横摆角速度增益放大率增加,侧向加速度滞后角减小,侧倾角放大率减小.
2）单独增加弹簧刚度,各参数的峰值频率和90%通频带宽都减小,侧向加速度滞后角增加,侧倾角放大率增加.
操稳总结：
1）加重500 kg后,整车不足转向度、侧倾角梯度、侧偏角梯度都增大.建议增加弹簧刚度.
2）加重500 kg后,角阶跃响应时间变短.
3）加重500 kg后,各参数峰值响应频率增大,整车平顺性变好.
样车制作
根据CAE优化分析的结果进行样车改制,并进行KC测试及操稳测试,发现样车基本与动力学仿真分析的结果相类似,笔者针对悬架衬套的刚度选择不同的样件进行调教,得出最优的组合.
结束语
随着新能源汽车不断的推广应用,作为传统燃油车底盘通过CAE优化设计变成纯电动汽车的底盘成为可能,相信更多的燃油车企能通过此类方法走上生产新能源汽车的康庄大道.
电动汽车论文参考资料：
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