电动汽车和电驱桥发展情况研究

NO.1660 靳迪1 概述随着新能源汽车的迅速发展，电动城市物流车成为了纯电动汽车的一个重要车型，作为城市物流车的核心部件，多挡电驱动桥在市场上的占有率逐渐增加，针对目前电驱动桥相关问题，对电驱动桥开展结构设计和轻量化设计使其能够满足用户需求变得极为重要。本文依托吉林省科技发展计划重点科技研发项目“城市物流车电驱动桥开发与智能化控制关键技术研究”以城市物流车电驱动桥为研究对象，对电驱动桥开展结构设计、仿真分析、轻量化研究工作。提出了三挡电驱动桥新构型，对电驱动桥传动系统各零部件参数进行了匹配优化。采用集中式布置方式，对比分析各换挡机构的特点，设计了三挡变速结构；针对传动系统结构和工况进行参数匹配，在其基础上对车辆各零部件参数进行定义，对电机参数进行确定并选择相应电机，对城市物流车的行驶工况和需求进行分析，对其传动系统参数进行匹配；且为了降低换挡冲击，兼顾动力性和经济性的需求，在确定最大最小传动比的基础上对三挡传动比进行优化；最后根据设计参数对传动系统和电驱动桥进行建模，得到初步设计的电驱动桥桥壳结构。以四种典型工况为基础，对三挡横置一体化电驱动桥进行了刚度强度分析和疲劳分析，验证了电驱动桥桥壳符合设计标准。对桥壳进行仿真前处理，简化其倒角、螺栓等结构，采用四面体网格和六面体网格结合的方式进行网格划分，根据桥壳的整体行驶状况，将城市物流车工况简化为四种典型工况，在这四种典型工况下，结合城市物流车参数，对电驱动桥桥壳部分进行受力分析，针对四种工况验证电驱动桥结构是否符合设计要求。利用循环工况对三挡横置一体化电驱动桥进行疲劳分析，验证了其安全系数。结合响应曲面优化设计和拓扑优化设计，对电驱动桥进行轻量化研究。对电驱动桥轻量化方法进行分析，针对桥壳不同部位采用不同轻量化方法。对半轴套管采用响应曲面优化设计，约束其最小厚度，约束桥壳最大变形和最大应力，使其计算过程中不超过其最大值，计算结果表明，随着厚度的减小其最大应力和变形逐渐增大，且矩形截面的宽对桥壳的影响大于长对桥壳的影响，并得到其最优化半轴套管厚度。对电驱动桥桥壳中间部位变速减速壳体开展拓扑优化设计，采用变密度法优化方法，对壳体进行减重，根据拓扑优化结果对电驱动桥中间部分变速减速壳体进行结构改进。对轻量化结果进行分析对比。针对上述轻量化设计后的模型，对驱动桥在某些部位产生的应力集中，在应力较大区域进行适当改进和加厚，