摘要：电动汽车技术的发展离不开相关测试技术的支持。悬架系统是电动汽车底盘的重要组成部分，通常由弹性部件、转向装置和减振器三部分组成。悬架系统的失效将直接影响电动汽车的乘坐舒适性、操纵稳定性和驾驶安全性。因此，对悬架系统的工作性能进行检测是非常重要的。为此，本文提出了一种电动汽车悬架系统侧面碰撞试验方法。该方法通过模拟实车在侧方停车过程中碰撞路肩和护栏的工况，使用加速台车，按不同能量对悬架系统进行侧面碰撞，在试制样车出厂前获得悬架系统的性能，极大缩短了产品的验证周期，能及时发现问题并分析反馈、跟踪解决。同时，为悬架系统改进和提升提供了支持。本文主要分析电动汽车电机悬置框架的安全性能和轻量化研究。 背光片
关键词：悬置框架；电动汽车安全；铝合金；轻量化a-ga
引言
电动汽车电驱动系统的尺寸边界和重量比内燃机动力总成要小。两种汽车类型的悬置，在布置和结构形式上，与燃油车存在明显的差异。某SUV电动车采用非全框式副车架，其驱动电
机与前纵梁的空间间隙较大，无法将左、右悬置直接安装在左右侧前纵梁上。因此，需要设计悬置框架来装载电机和电器设备。悬置框架作为关键的承载部件，在机舱中占据重要的位置，因此有必要对其安全性能进行研究。 1、电机悬置框架的设计
1.1悬置布置形式
电动汽车电驱动系统总成采用三点式悬置。下托式和上挂式两种悬置布置方式。下托式的悬置横梁在电机前方，与前纵梁下端面通过螺栓连接。前方两个悬置通过悬置支架安装在悬置横梁上；后悬置通过悬置支架安装在副车架上方。下托式的三个悬置点都承受Z向力。由于悬置横梁在实际道路工况中受力较大，因此对悬置横梁的左右侧安装点的强度要求比较高。上挂式将电机通过左、右悬置挂载到一个悬置框架上，悬置框架再安装到前纵梁的上端面。上挂式的左、右侧悬置主要起到承载作用；后悬置采用嵌入方式安装在前副车架的上、下盖板中间，起到Y向抗扭作用。由于上挂式通过悬置框架装配在前纵梁上方，承载效果优于下托式。
1.2框架结构设计
非接触测量
上挂式悬置框架由两根横梁和5根小纵梁相互焊接构成。框架横梁的厚度为2.0mm，材料为45#型钢，框架整体重量为7kg。在横梁上焊接有一排小套筒，电器件可通过安装支架和套筒装配在框架上方。悬置框架前、后横梁的跨度设计应控制在300~350mm范围内。通常在纵梁后段需要设计碰撞折弯点。因此，悬置框架后横梁的布置位置必须在折弯点之前，避免影响纵梁后段的正常变形模式。
1.3电器和线束布置
悬置框架上装载的电器件主要有：三合一控制器、蓄电池、PTC、冷凝器等。悬置框架、电器件及线束对碰撞安全和热防护有重要影响，在前期开发过程中应重点校核其空间布置，确保足够的安全间隙。根据某SUV电动车的安全性研究，可参考以下设计方法进行电器件的布置。①电机、框架及电器件的前端与风扇之间的最小间隙（X向）≥250mm。②框架上电器件的整体质量分配应尽可能均匀，避免左右侧重量差异过大。③散热量大的部件尽可能布置在前端迎风位置；刚性和体积较大的部件，尽可能布置在框架的前端或右侧，避免与电动助力泵在相同的XZ平面上；电器部件之间的最小间隙≥15mm。④线束之间走向应整齐有序，避免相互交叉、缠绕；水路、高压线束和蓄电池线束必须避免在碰撞挤压区内，防止碰撞过程出现起火现象。
2、电动总成悬置系统的设计要求
电气装配与传统性能在主调节、外部特性、运行条件和惯性方面的差异，以及装配要求的比较。概括地说，电气装配系统设计中最重要的问题是考虑低速大扭矩、快速响应和大加速度载荷的特点。但装配系统固有频率分布和模态解耦不是设计具有功率和惯性的传统1.5t主轴装配时要考虑的关键点，不能与传统的电力装配系统方法相比较。图4是国外纯电动汽车电气装配刚性模式的基准测试结果。其中刚体模态的最高频率为43.6hz，即电机轴(Rx)旋转模式，而传统动态Rx模式的频率通常小于12 Hz。这也证明了上述分析结论。
3、安全性能仿真分析
3.1上挂式和下托式悬置方案
上挂式电机悬置框架结构的碰撞性能有两方面优势。一是增大了纵梁压溃吸能空间，可以有效降低加速度峰值和改善碰撞波形；二是前纵梁和机舱的结构硬点往后移，有利于降低车辆对壁障的攻击性，壁障相容性罚分得到明显改善。下托式方案的高压线束被后悬置挤压严重；上挂式方案的后悬置内嵌入副车架中，可以避免挤压电机后方的高压线束，提升
了电安全性。上挂式方案的副车架后连接点受力和变形相对小，可以避免副车架后端冲击动力电池。
3.2铝合金框架设计
在考虑到重量较轻的基础上，截面钢框架材料改为铝合金。由于框架梁的截面尺寸较小，中间嵌入的套筒起着强化作用，因此梁采用简单的und形截面。框架由6082系列标记6组成，梁和小纵梁通过MIG焊接连接。为了达到与钢材料相匹配的安全性能，有必要进行几轮迭代计算，优化横向梁和小型纵向梁的厚度组合，便于调整截面结构。
3.3动力总成悬置系统优化
由于电动汽车不同于传统汽车，所以不需要考虑闲置条件。一般来说，优化时应满足以下要求:(1)系统固有频率分布间隔大于1hz；(2)能量耦合率达到90%；(3)固有频率避免电动汽车速度激发频率、车身悬架固有频率和座椅固有频率。常用车辆速度为30 km / h，电极速度n = 3000R / min，因此车辆速度激发频率n / 60 = 50Hz。一般来说，最大固有频率必须小于车辆速度激发频率的1/2，即35.4hz。因此电动汽车固有频率配置范围约为5 ~ 35 Hz。
3.4电机驱动电动汽车悬架系统的设计
原车采用双横转向前悬架和多转向后悬架。对ADAMS进行建模和仿真分析，发现前轮Kingpin倾斜角度变化范围过大，对车辆稳定性和轮胎磨损有很大影响。并且前轮下降角度的变化范围过大，加剧了轮胎磨损。后轮下降角度的变化范围过大，影响轮胎的寿命。因此，首先进行了相应的优化，确定了前后车轮悬架的主要参数。在此基础上，结合轮胎混凝土结构，对前后车轮悬架进行了相应的改进，以满足悬架安装和轴测参数的要求。模型的实际落差比参照模型的落差更小，以满足设计需求。与参照模型相比，滚动角度的变化范围较大，但变化范围在1以内，这是可以接受的。同时，斜轴颈内侧倾斜角度的变化范围基本上与参照模型一致，可以满足设计要求。前轮脚趾角的变化范围较小，降低了对车辆轮胎寿命和机动能力的影响，满足了弹簧系统的设计要求。轨迹变化小于参照模型的轨迹变化，满足了具有车轮轨迹的小轨迹变化的要求。
3.5悬架系统侧面碰撞
台架的设计和施工分为龙门主体和安装工具台架两部分。龙门的主体是一个通用夹具，用于保证碰撞角度和固定夹具平台。要求设计空间足够大，以匹配不同的悬挂系统，无干扰，
带有定位装置，能承受巨大的能量冲击，并能保证试验过程中不变形。夹具的安装台架和悬架的设计状态保持准确，安装点与悬架系统的安装点完全匹配。其作用是保证每个样品的安装点满足设计状态要求，试验状态与设计状态一致，精度要求高，误差一般控制在1mm以内，安装点刚度高。设计时需要考虑样品和夹具之间没有干涉，高速摄像机有足够大的角度。车架搭建时应控制安装点的坐标精度，确保悬挂系统的安装状态与设计状态一致。测试前，使用三坐标进行调试，并出具三坐标测试报告。
结束语
本文研究了某SUV电动汽车电机悬置框架的结构和布置设计，并通过CAE分析进行设计优化，提高安全性和实现轻量化。①上挂式的左右悬置和嵌入式后悬置的布置方式对MPDB的电安全性改善明显；框架横梁的跨度建议在300mm左右，减小跨度可增加纵梁的压溃吸能空间，有利于纵梁压溃变形。②铝合金材料框架的MPDB碰撞性能优于型钢材料框架，并且铝合金框架的整体重量减轻了2.8kg，轻量化效果显著。
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