摘要
近几年，能源消耗、环境污染成为社会发展关注的重点问题，为此国家大力发展清洁能源。而随着新能源汽车技术的成熟和发展传统燃油汽车正在逐步被取代，其中，电动汽车以消耗电能提供动力源，具有绿色无污染、使用方便等优点成为当前新能源汽车发展的重要方向。在电动汽车整车振动源中，除了有路面不平引起的振动外，由驱动电机动力总成自身引起的振动也同样不可忽视，其振动情况对整车NVH性能有很大的影响。悬置系统作为汽车动力总成的主要隔振部件，其设计工作性能直接关系到动力总成与车身之间振动的传递情况，进一步影响汽车的乘坐舒适性以及动力总成和相关零部件的使用寿命。因此，针对电动汽车动力总成悬置系统的研究不仅能提升电动汽车整车NVH性能，而且对推动电动汽车的使用发展和可靠性也起着关键性的作用。 目前，针对电动汽车动力总成悬置系统的研究大多是采用传统方法建立刚体-悬置模型，并基于能量解耦法进行解耦优化分析。这种单一目标优化的方法存在一定的局限性，不能较好的反映悬置系统在多工况下的隔振特性。为此本文结合微型电动汽车的发展，针对动力总成悬置系统隔振问题参考某企业一款微型低速电动汽车动力总成的参数，以机械系统振动理论为基础，以动力学仿真软件（ADAMS）和集成优化设计软件（ISIGHT）为工具，并结合微型电动车的特点，对其悬置系统进行多工况隔振性能的分析与多目标优化研究，具体开展的工作如下： （1）对国内外汽车悬置系统的发展状况及存在的问题进行概述并简单介绍汽车动力总成悬置系统的结构；对电动汽车动力总成的振动激励进行阐述，分析电动汽车悬置系统的布置特点及振动特性，确立悬置系统性能评价指标、隔振设计原则（固有频率、解耦率、悬置系统力传递率等）。 （2）基于隔振原理推导了动力总成悬置系统Lagrange动力学振动理论方程，并建立数学模型，对悬置系统的固有特性、解耦率及力传递率等指标进行了理论推导分析；研究阐述了动力总成坐标系、质心位置、系统惯性、悬置元件参数等设计测量的理论，为后续仿真模型的建立和优化设计工作提供了理论支持和基础。 （3）根据已有某微型电动汽车动力总成的三维模型，经假设简化处理后在ADAMS软件中搭建了悬置系统动力学仿真模型；而后，通过模型仿真分析获得系统的固有振动特性，通过模拟几种微型电动汽车的工况条件，从时域和频域上仿真分析了动力总成质心位移、加速度及各悬置动反力情况，为后续悬置系统优化设计提供了数据支撑和保障。 （4）针对悬置系统隔振问题，给出优化设计变量和约束条件，将MATLAB集成ISIGHT软件中，采用NSGA-II算法以加权动反力和能量解耦率为目标进行多目标优化；优化后发现动力总成悬置系统的固有频率间隔达到1.5Hz以上，各自由度模态能量解耦率达90%以上，典型工况中尤其是起步加速工况动力总成质心三向位移和垂向加速度分别降低了3.91%、22.63%、21.05%和25.82%，其余各工况优化后各性能也明显改善，进一步明确了本文对微型电动汽车动力悬置系统进行多目标优化研究的有效性。
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