動力總成系統的案例
基于動力總成質心位移及轉角控制的懸置系統優化設計
4.優化設計實例
4.1 原車型懸置系統分析
公司某型MPV的發動機懸置系統換裝動力總成后出現怠速抖動大，噪聲無法達到目標值的問題。對兩個動力總成的慣性參數進行對比（見表1），發現兩者差別較大。由于動力總成轉動慣量的差異，借用原動力總成懸置系統剛度及安裝角度（表2）進行計算得到各階固有頻率和能量分布百分比如表3所示，此時動反力F=720.7N。
表1 新舊動力總成慣性參數對比
表2原懸置系統主軸剛度及安裝角度
表3原懸置系統在新動力總成慣性參數下的解耦率及固有頻率
表2為計算得到的動力總成剛體在6個方向振動的固有頻率和能量分布,由表可見,動力總成系統在垂直方向的解耦率為77.94% ,動力總成繞曲軸方向振動的頻率為18Hz,遠遠高于設計目標。解耦率為26.54% , 該方向的振動和繞Z向模態耦合嚴重。另外Z向和側傾，橫擺向和Y向也存在較為嚴重的耦合情況。對動力總成施加單位路面激勵（1N）和繞曲軸扭轉方向扭矩激勵（200N.m）,得到動力總成在平動及轉動幅頻特性如圖3所示[7]。從圖3中可知，在路面激勵的情況下,動力總成垂直方向的位移達到了11.5mm，位移過大。在轉矩激勵的情況下表現更加惡劣，動力總成繞曲軸方向平動位移超過35mm，而角位移幅頻特性峰值也超過14°。此為導致整車怠速振動噪聲不能達標的主要原因。
圖3原懸置系統動力總成質心在路面及扭矩激勵下的幅頻特性
4.2 系統優化及分析
將置剛度變動范圍設定為±15%，V型懸置的安裝角度可在15°到45°之間變動。對于上述懸置系統采用多目標優化設計方法進行優化，優化后左懸置的安裝角度由45°變為22.7°，右懸置的安裝角度由45度變為25.7度，得到優化后的剛度參數如表4所示。優化后得到的系統固有頻率和能量分布百分比如表5所示。
展開 長文丨商用車動力總成最高系統效率的探討
目前典型的混合動力總成從內燃機 (internal combustion engine, ICE) 提供適當功率，結合驅動電機/發電機的功率，以滿足車輛運行的需求。驅動電機/發電機可以提供正扭矩或負扭矩，實現電趨動和電制動。儲能系統為高電壓鋰電池系統或超極電容系統等。儲能系統還可以存儲制動過程中或內燃機在高效點運行時產生的多余功率回收的能量。其他混合動力系統采用不同組合的能量轉換設備，如內燃機和液壓蓄能器存儲系統或燃料電池系統和鋰電池儲能系統等。混合動力總成系統大幅提高了車輛燃油經濟性和排放控制能力。隨著鋰電池儲能系統的功率密度和能量密度的提升， 純電動動力總成系統在輕型商用車也得到了越來越廣泛的應用。
3.1 商用車混合動力總成的分類
有許多不同類型的混合動力商用車。混合動力商用車可以按混合動力系統設計、儲能方法進行分類，如表2 所示。
表2 商用車混合動力系統分類
混合動力系統的基本設計原則是充分利用傳動系統的特性，同步或異步協調發動機和電機，滿足車輛的運行要求。因此，這2 種動力都可以更有效地工作，以優化能源使用并最大限度地減少排放。通常，電機可以在低速下更高效地提供大扭矩，而發動機可以在最佳燃油經濟性區域（從中速到高速）更有效地工作。
油電混合或氣電混合是目前混合動力系統的主流方案。在原有燃油或燃氣發動機動力系統上，加入電驅動系統。電機作為功率輸出單元，同時也可用于制動能量回收。
展開 基于能量法解耦的汽車動力總成懸置系統優化
【摘要】針對某皮卡車更換動力總成后，出現怠速工況下動力總成晃動較大的現象* 利用能量法
解耦的基本原理，并采用?@?$A 對該車動力總成懸置系統進行優化設計，從而提高其隔振效率，降
低整車的振動。
關鍵詞：動力總成懸置系統Y 能量法解耦Y ?@?$AY 優化
基于能量法解耦的汽車動力總成懸置系統優化.pdf
HBK電動動力總成測試解決方案
電動傳動系統控制和校準
HBK電動動力總成測試解決方案為汽車制造商和供應商提供了一套完整的實時測試和測量工具，簡化評估過程，快速有效地提供可操作的見解。我們的電動動力總成測試設備能大幅降低測量不確定性，為傳動系統效率和性能優化提供可靠的測量結果，最終改善駕駛體驗。
概覽
了解和優化車輛動力總成系統性能，從動力源（或模擬器）到車輪法蘭，由工程師進行HIL模擬仿真，以及真實的物理測試。通過臺架試驗驗證虛擬仿真提供的設計參數，驗證各子系統之間的相互作用，并對系統及其控制系統進行校準，從而幫助工程師優化傳動系統效率和性能。
HBK提供的電動動力總成測試解決方案是一個傳感器、儀表和軟件的組合，能將電動汽車（EV）動力系統作為一個整體系統進行分析。幫助工程師簡化混合動力和電動汽車動力系統的復雜性，應對系統驗證的挑戰，并提供評估和優化所需的測試和分析技術。
HBK針對電動汽車發展的經濟現實，設計了電動動力總成測試解決方案 - 簡便的系統配置，用于評估分析的精確數據，高效數據收集、存儲和傳輸策略，并可與IT系統以及公司產品開發過程高效集成。
更快地投入生產：HBK為電動汽車工程師提供靈活和可擴展的解決方案，用于動力總成系統設計和原型驗證。
展開 
汽車動力總成懸置系統及懸置設計與實驗驗證
汽車動力總成懸置系統及懸置設計與實驗驗證
汽車動力總成懸置系統及懸置設計與實驗驗證.pdf
Basic Concepts of Sound.pdf
BK_Modal_analysis_simulation.pdf
Basic Concepts of Sound.pdf
European NVH Research.pdf
FMEA在汽車發動機懸置設計中的應用.pdf
NVH與汽車開發0.doc
NVH材料在汽車方面的應用.part2.rar
純電動汽車動力系統選型匹配與仿真
本文以某純電動汽車作為研究對象，依據整車設計目標對其動力總成系統進行選型匹配，并利用Cruise軟件進行整車仿真模型的建立及仿真分析，驗證選型匹配方案的合理性。
1 動力總成系統選型匹配計算
純電動汽車的動力總成系統主要由驅動電機、動力電池、傳動系統以及控制系統構成。其動力總成系統結構簡圖如下圖1所示。
為了對純電動汽車動力總成系統進行選型及匹配，應明確整車參數及所要求的性能指標。整車參數及性能指標如表1-2所示。
1.1 驅動電機選型計算
1.1.1最高轉速及基速
最高車速可由以下公式計算得出：
（1）
圖1 純電動汽車動力總成系統結構簡圖
可得到電機的最高轉速為nmax=2274.04r/min；電動機的最高轉速與額定轉速的關系可用擴大恒功率區系數β來表示，根據關系式可得電機的基速n0：
（2）
因此，取最高轉速和基速分別為2500 r/min和780r/min。
表1 純電動汽車整車參數
表2 整車性能指標
1.1.2功率匹配
對于驅動系統峰值功率需求主要考量最高車速、某一車速下滿足最大爬坡度以及原地起步加速時分別對應的峰值功率需求。
展開 純電動汽車動力系統選型匹配與仿真
本文以某純電動汽車作為研究對象，依據整車設計目標對其動力總成系統進行選型匹配，并利用Cruise軟件進行整車仿真模型的建立及仿真分析，驗證選型匹配方案的合理性。
1 動力總成系統選型匹配計算
純電動汽車的動力總成系統主要由驅動電機、動力電池、傳動系統以及控制系統構成。其動力總成系統結構簡圖如下圖1所示。
為了對純電動汽車動力總成系統進行選型及匹配，應明確整車參數及所要求的性能指標。整車參數及性能指標如表1-2所示。
1.1 驅動電機選型計算
1.1.1最高轉速及基速
最高車速可由以下公式計算得出：
（1）
圖1 純電動汽車動力總成系統結構簡圖
可得到電機的最高轉速為nmax=2274.04r/min；電動機的最高轉速與額定轉速的關系可用擴大恒功率區系數β來表示，根據關系式可得電機的基速n0：
（2）
因此，取最高轉速和基速分別為2500 r/min和780r/min。
表1 純電動汽車整車參數
表2 整車性能指標
1.1.2功率匹配
對于驅動系統峰值功率需求主要考量最高車速、某一車速下滿足最大爬坡度以及原地起步加速時分別對應的峰值功率需求。
展開 基于ADAMS/View的動力總成懸置系統軟件開發
對于在ADAMS/View下進行懸置系統仿真與優化軟件的二次開發，是相當不錯的資料，分享給大家。
基于ADAMS.View的動力總成懸置系統仿真分析二次開發.part2.rar
基于ADAMS.View的動力總成懸置系統仿真分析二次開發.part1.rar
基于Optistruct的動力總成懸置瞬態動力學響應分析
動力總成懸置系統（Powertrain Mounting System, PMS）是汽車底盤與動力總成（發動機+變速箱）之間的關鍵連接部件，其核心作用是支撐、定位、隔振和限位。它直接決定了整車的NVH（噪聲、振動與聲振粗糙度）性能、駕駛平順性、耐久性及安全性。
使用Optistruct進行動力總成懸置瞬態動力學響應分析是一個復雜但非常重要的工程任務，主要用于評估動力總成及其懸置系統在時變載荷（如發動機點火激勵、路面沖擊、急加減速等）作用下的動態行為。
動力總成懸置系統設計中的坐標系定義及解耦坐標系討論
因此動力總成質心坐標系下，需要重點考察有慣性力、慣性力矩存在的方向上的解耦情況。
3、TRA坐標系下得解耦分析
參考TRA坐標系，更多的考慮傾覆力矩波動對隔振性能的影響。 如果動力總成前置后驅左右懸置布置成V型或者中置后驅車型如以前五菱之光、長安之星的動力總成布置與水平面成50°夾角的情況下，最好是能做一下TRA坐標系下得解耦校核。重點要考察繞TRA軸的解耦情況。
圖5 與水平面成50°布置的發動機
三、參考不同解耦坐標系的問題
1、原則上：解耦應參照激振力的方向進行解耦。比如水平方向存在激振力，應確保水平方向的模態是解耦的。
2、但對于動力總成懸置系統來說，傾覆力矩波動引起的振動繞TRA方向。TRA坐標系的另外兩個軸一般不與任何一個水平坐標系平行。
3、因此，解耦僅參考一個坐標系似乎都不合理。
4、現今TRA軸是自由狀態無約束下的TRA軸，動力總成懸置系統TRA軸實際上應為約束TRA軸。
四、不同工況下解耦參考坐標系的適用情況
1、 怠速下，理論上參考TRA坐標系更好，但還需考慮發動機的缸數所帶來的激振力的方向。
2、 高轉速下，參考動力總成質心坐標系或整車坐標系更好（依據動力總成布置傾斜程度而由不同的考慮）。
3、 路面或輪胎激勵下，則參考整車坐標系更好。
4、 在低頻0-50HZ時，路面激勵和傾覆力矩波動對振動影響較大，慣性力/慣性力矩對振動影響較小。因此低頻范圍需重點關注整車坐標系和TRA軸坐標系下的解耦
5、 當轉速上升至一定范圍，慣性力/慣性力矩會顯著增大，但對應的頻率與懸置系統固有頻率相比已有足夠大的隔振空間。因此可以不考慮動力總成質心坐標系下的解耦情況。
展開 純電動汽車動力系統選型匹配與仿真
作者：趙暢，朱春紅
本文以某純電動汽車作為研究對象，依據整車設計目標對其動力總成系統進行選型匹配，并利用Cruise軟件進行整車仿真模型的建立及仿真分析，驗證選型匹配方案的合理性。
1 動力總成系統選型匹配計算
純電動汽車的動力總成系統主要由驅動電機、動力電池、傳動系統以及控制系統構成。其動力總成系統結構簡圖如下圖1所示。
為了對純電動汽車動力總成系統進行選型及匹配，應明確整車參數及所要求的性能指標。整車參數及性能指標如表1-2所示。
【技術貼】EXCITE Mount Layout工具在動力總成懸置設計上的應用
1 前言
動力總成懸置系統作為動力總成和車身之間的隔振系統，其工作性能直接影響整車舒適性、平順性及 NVH性能。隨著汽車技術的發展和路況的不斷改善，動力總成成了汽車的最大振動源，為改善汽車的乘坐舒適性，懸置必須具有良好的隔振作用。如何選擇或設計合理的懸置也是汽車開發過程中的重點之一。EXCITE Mount Layout 工具作為懸置設計的專用工具，可為懸置設計開發提供極大便捷性。本期技術貼將給大家介紹EXCITE Mount Layout 在懸置開發過程中應用。
眾所周知，汽車的懸置一方面固定和支撐動力總成，并在車輛行駛過程中限制由于車輛啟動、加減速或者路面顛簸等原因引起的動力總成位移，防止與其他部件碰撞，另一方面也起到隔振作用，將內燃機的振動盡可能少的傳遞到車身，提高車輛的音振性能水平。從隔振角度而言，希望懸置越軟越好，以此將振動隔離到最小；而從支承和限位的角度來講，由于布置空間和結構的限制，希望懸置越硬越好。所以在懸置系統設計時，就要平衡好兩者的關系，在盡可能隔振的基礎上，也要保證支撐和限位的功能。
2 建模簡介
由于動力總成懸置系統的固有頻率一般在 5~30Hz之間，而動力總成的彈性模態一般要大于60 Hz，也就是說在懸置系統固有頻率范圍之間，動力總成的振動只以剛體模態存在，在懸置概念設計過程中，動力總成考慮成剛性體，只需要考慮其質量以及轉動慣量。EXCITE Mount Layout工具中，用戶可直接定義動力總成質量以及轉動慣量信息。同時該工具也支持分別定義發動機以及變速箱質量屬性以及空間位置，快速完成動力總成剛性體創建。
早期動力總成懸置方案選取過程中，合適的懸置個數與合理的位置直接關系到懸置的隔振效果，動力總成懸置個數與動力總成重量、尺寸、安裝方式以及發動機排量相關。汽車動力總成懸置系統多采用三點或四點支承。
展開 基于整車工況的電動汽車動力總成系統效率優化設計方法
在基于NEDC 工況平均效率基本不變的情況下，電機成本下降約20%左右，為以后實際工作中的動力總成成本的優化設計提供了設計方法。
圖8 方案三電機效率MAP 圖分布
針對整車工況和參數要求，根據汽車理論知識，利用MATLAB程序，編制了一個流程化的小軟件（圖9），能夠快速計算整車工況的能耗分布和平均效率，指導我們進行動力總成的優化設計。
圖9 軟件運行界面
結論
本文基于整車參數要求和整車工況要求，結合汽車理論知識，提出了一種電動汽車動力總成匹配整車NEDC 工況效率最優的正向設計方法。通過匹配設計使得NEDC 工況下動力總成的平均效率提高了3%，通過對減速器速比的合理優化增大，使得動力總成的成本下降20%，且無需提高減速器、電機及電控等零部件的最高效率。
最后，基于這種方法編制設計軟件，該軟件可以針對不同整車及工況，快速獲得動力系統效率最優的組件參數。
展開 基于整車工況的電動汽車動力總成系統效率優化設計方法
在基于NEDC 工況平均效率基本不變的情況下，電機成本下降約20%左右，為以后實際工作中的動力總成成本的優化設計提供了設計方法。
圖8 方案三電機效率MAP 圖分布
針對整車工況和參數要求，根據汽車理論知識，利用MATLAB程序，編制了一個流程化的小軟件（圖9），能夠快速計算整車工況的能耗分布和平均效率，指導我們進行動力總成的優化設計。
圖9 軟件運行界面
結論
本文基于整車參數要求和整車工況要求，結合汽車理論知識，提出了一種電動汽車動力總成匹配整車NEDC 工況效率最優的正向設計方法。通過匹配設計使得NEDC 工況下動力總成的平均效率提高了3%，通過對減速器速比的合理優化增大，使得動力總成的成本下降20%，且無需提高減速器、電機及電控等零部件的最高效率。
最后，基于這種方法編制設計軟件，該軟件可以針對不同整車及工況，快速獲得動力系統效率最優的組件參數。
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展開 直播課程 | 動力總成全系統、時頻域創新NVH解決方案
- 如何將變速箱動力學模型從 Romax 無縫導出至 Adams，不丟失任何數據
- 如何采用時域方法解決動力總成問題
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03/適合誰來參加？
