[發明專利]一種電驅動系統動力學特性分析方法

在審

• 申請號: 202210498215.5
• 申請日: 2022-05-09
• 公開（公告）號: CN114818429A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 于博瑞;白學斌;金子崳;王學旭;張冰;石珊;賈旭東;梁宏宇
• 申請（專利權）人: 中國第一汽車股份有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/15;G06F30/17;G06F111/04;G06F119/14
• 代理公司: 北京遠智匯知識產權代理有限公司 11659
• 代理人: 劉彥偉

本發明涉及車輛分析技術領域，具體公開了一種電驅動系統動力學特性分析方法，該電驅動系統動力學特性分析方法包括電驅動系統剛柔耦合模型建模，電驅動系統剛柔耦合模型建模時分別建立箱體部件有限元建模、差速器殼體有限元建模、軸承部件有限元建模、軸類部件有限元建模、齒輪嚙合部件有限元建模，該電驅動系統動力學特性分析方法引入模塊化思想，在電驅動系統剛柔耦合模型中以及部件的共性劃分模型，并充分考慮了各模型之間的相互耦合關系，計算精度更高。

技術領域

本發明涉及車輛分析技術領域，尤其涉及一種電驅動系統動力學特性分析方法。

背景技術

在傳統內燃機汽車中，發動機噪聲較好的掩蓋了齒輪傳動系統的振動噪聲，但在純電動汽車中，電驅動系統包括電機、與電機傳動連接的減速器，與減速器傳動連接的差速器，由于發動機噪聲掩蔽效應的缺失，使得電磁噪聲及齒輪階次噪聲凸現。并且電驅動系統的高速化、集成化發展使得電驅動系統的NVH(Noise、Vibration、Harshness)問題更加復雜，如較高的輸入轉速導致系統固有頻率更加密集、局部模態增多等。

目前高速化、集成化的電驅動系統的NVH問題主要有以下三點：轉速逐步提高的高速驅動電機的影響；電機扭矩波動、徑向力與齒輪傳遞誤差等多個激勵源的影響；考慮系統整體耦合變形的動力學響應分析建模。要準確分析驅動橋系統的動力學特性，必須準確建立完整電驅動系統的動力學模型，從而為電驅動系統產品的設計分析提供有效指導。

而現有技術中大多采用集中參數模型對齒輪傳動系統進行建模分析，雖然集中參數建模方法的計算效率較高，但是無法準確模擬電驅動系統的部件特征，尤其對殼體和軸承等部件的建模過于簡化，這導致動力學響應計算分析結果不夠準確。

發明內容

本發明的目的在于：提供一種電驅動系統動力學特性分析方法，以建立完整的電驅動系統的動力學模型。

本發明提供一種電驅動系統動力學特性分析方法，電驅動系統的零部件劃分為箱體部件、齒輪嚙合部件，軸承部件、差速器殼體和軸部件，所述箱體部件包括電機殼體和減速器殼體；齒輪嚙合部件包括若干齒輪副，所述齒輪副包括相互嚙合的兩個齒輪，若干齒輪副的一部分位于所述減速器中，另一部分位于所述差速器中；所述軸承部件包括若干軸承，若干軸承分布于電機、減速器和差速器中；所述軸部件包括電機的轉子軸、減速器中的輸入軸、中間軸和輸出軸，電驅動系統動力學特性分析方法包括電驅動系統剛柔耦合模型建模，所述電驅動系統剛柔耦合模型建模包括：

S100：箱體部件有限元建模；

基于箱體部件的三維模型建立箱體的有限元模型；對箱體部件的有限元模型進行網格劃分；設置箱體部件的有限元模型的材料屬性；在箱體部件上對應其內部各軸承的安裝位置處均設置第一凝聚節點；在箱體部件的懸置點處添加約束及接地邊界條件，所述懸置點用于通過車身對箱體部件進行支撐；對箱體部件的有限元模型進行縮聚得到箱體部件剛度矩陣和箱體部件質量矩陣；

S200：差速器殼體有限元建模；

基于差速器殼體的三維模型建立差速器殼體的有限元模型；對差速器殼體的有限元模型進行網格劃分；設置差速器殼體的有限元模型的材料屬性；在差速器殼體上對應其內部各軸承的安裝位置處設置第二凝聚節點；在差速器的太陽齒的墊片處建立第三凝聚節點；差速器的行星齒的轉軸通過兩個定位銷與差速器的支架連接，在定位銷處建立第四凝聚節點，建立對差速器殼體的有限元模型進行縮聚得到差速器殼體剛度矩陣和差速器殼體質量矩陣；

S300：軸承部件有限元建模；

基于軸承部件的三維模型建立軸承部件的有限元建模，將各軸承的質量設置為零，位于箱體部件內的軸承的外圈和對應的第一凝聚節點耦合，位于減速器殼體內的軸承的外圈和對應的第二凝聚節點耦合；

S400：軸類部件有限元建模；