梁作華　韓寧　張桂華　劉曉軍　楊曉華

摘 要：電驅(qū)動后橋作為集成化的設(shè)計(jì)可以減少整車空間體積的占用，為整車電池、電機(jī)控制器等零部件的布置提供更多的空間，在純電動商務(wù)車中有著很大的優(yōu)勢，文章闡述了一種電驅(qū)動后橋開發(fā)設(shè)計(jì)流程的研究方法，為電驅(qū)動后橋的開發(fā)設(shè)計(jì)提供更多的研究方法。關(guān)鍵詞：電驅(qū)動后橋;開發(fā)設(shè)計(jì);流程中圖分類號：U462.1? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B? 文章編號：1671-7988（2020）02-97-03

Abstract： As an integrated design， the electric drive rear axle can reduce the space volume of the whole vehicle， provide more space for the layout of the battery， motor controller and other parts of the whole vehicle， and has great advantages in the pure electric commercial vehicle. This paper describes a research method of the development and design flow of the electric drive rear axle， which provides more research methods for the developmental design of the electric drive rear axle.Keywords： Electric Rear Axle; Developmental Design; ProcessCLC NO.： U462.1? Document Code： B ?Article ID： 1671-7988（2020）02-97-03

前言

純電動商務(wù)汽車（例如純電動物流車，小型電動載貨汽車）具有噪音小，節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)在市場進(jìn)行了大力推廣，但同樣存在續(xù)航較短的缺點(diǎn)，為增加續(xù)航里程，需要在車輛上安裝更多電池。傳統(tǒng)的電機(jī)布置結(jié)構(gòu)需占用較多空間，而電驅(qū)動后橋作為集成化的設(shè)計(jì)，占用空間較小，可以為電池的安裝提供更多的空間。

1 傳統(tǒng)電機(jī)布置結(jié)構(gòu)與電驅(qū)動后橋結(jié)構(gòu)對比

傳統(tǒng)純電動商務(wù)汽車動力系統(tǒng)布置結(jié)構(gòu)是將發(fā)動機(jī)加變速器替換為驅(qū)動電機(jī)，并布置在原安裝位置，其他結(jié)構(gòu)與燃油車沒有較大變化。電驅(qū)動后橋是直接將電機(jī)集成在后橋中，中間省去了傳動軸的環(huán)節(jié)，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）無傳動軸工作時(shí)產(chǎn)生的噪音，工作噪音小。

（2）無傳動軸傳遞過程中的效率損失，工作效率高。

（3）高集成化的電驅(qū)動橋會極大的節(jié)省整車布置空間。

2 關(guān)鍵技術(shù)

電驅(qū)動后橋在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)有三個(gè)方面：

（1）電驅(qū)動后橋的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及匹配計(jì)算;

（2）電驅(qū)動后橋的NVH研究;

（3）整車匹配測試。

2.1 電驅(qū)動后橋的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及參數(shù)匹配計(jì)算

對電驅(qū)動后橋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，首先需要考慮純電動商務(wù)車的的運(yùn)行參數(shù)，車輛長寬高、整備質(zhì)量、滿載質(zhì)量、運(yùn)行路況、車輛整體結(jié)構(gòu)、最高車速、加速性能等要求，還需要著重考慮鋰電池、電機(jī)控制器等關(guān)鍵零部件的布置位置。

依據(jù)車輛運(yùn)行參數(shù)完成電機(jī)的選擇以及主減速器的設(shè)計(jì)。電機(jī)選型過程中主要考慮的參數(shù)有：外形參數(shù)、電功率密度、額定扭矩、峰值扭矩、峰值扭矩持續(xù)時(shí)間、額定轉(zhuǎn)速、峰值轉(zhuǎn)速、峰值傳輸持續(xù)時(shí)間、防護(hù)等級等參數(shù)。主減速器在設(shè)計(jì)過程中要考慮主減速比的選擇。電機(jī)參數(shù)與主減速比要進(jìn)行綜合匹配，以達(dá)到較高的電功率密度、較小的體積，滿足整車驅(qū)動要求。

2.2 電驅(qū)動橋的NVH研究

電驅(qū)動橋的NVH主要有兩個(gè)方面（電機(jī)噪聲）和后橋主減速器噪聲研究。電機(jī)噪聲主要研究內(nèi)容包括驅(qū)動電機(jī)在臺架測試無負(fù)載及加載負(fù)載時(shí)噪聲及振動水平（該項(xiàng)也為電機(jī)選型時(shí)的主要參考參數(shù)之一）。

驅(qū)動后橋噪聲產(chǎn)生的原因主要是由后橋主減速器內(nèi)的齒輪副在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的各種振動和沖擊，齒輪副產(chǎn)生的振動也是軸承噪聲和橋殼結(jié)構(gòu)噪聲在內(nèi)的幾乎所有的噪聲的力量源。因此電驅(qū)動后橋內(nèi)的齒輪系統(tǒng)的研究是降低噪聲和振動的重要項(xiàng)目之一。具體研究內(nèi)容有齒輪的加工精度 裝配精度 加工方法 齒輪粗糙度等方面。

2.3 整車道路測試及調(diào)試實(shí)驗(yàn)

整車道路測試實(shí)驗(yàn)涉及的內(nèi)容主要包括：動力性能測試，續(xù)駛里程測試，可靠性測試三個(gè)方面。

2.3.1 動力性測試

動力測試研究內(nèi)容有兩個(gè)方面：一是驗(yàn)證電驅(qū)動橋的整體設(shè)計(jì)是否能夠滿足車輛行駛的加速性能，并且在100%油門開度的情況下，電機(jī)扭矩由0急劇增加至最大扭矩是否會引起整車共振并導(dǎo)致車輛噪聲急劇增加。二是能否滿足爬坡性能和加速性能，測試電驅(qū)動后橋是否可以滿足實(shí)際爬坡要求。

2.3.2 可靠性測試

可靠性測試用于測試整套電驅(qū)動橋的在長時(shí)間運(yùn)行故障發(fā)生的類型與頻次，并對發(fā)生的故障類型對整套系統(tǒng)的控制程序進(jìn)行修改，以滿足車輛要求。

在整個(gè)可靠性測試過程中，不允許一直高速運(yùn)行，模擬國家標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行工況可以發(fā)現(xiàn)更多的故障隱患。在整個(gè)可靠性測試過程中，不斷的對控制程序進(jìn)行微調(diào)，以使車輛動力性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性達(dá)到一個(gè)比較理性的狀態(tài)。

2.3.3 續(xù)駛里程測試

在標(biāo)準(zhǔn)城市工況下進(jìn)行測試，主要包含兩個(gè)個(gè)方面：一是實(shí)際運(yùn)行過程中電機(jī)是否有較多的時(shí)間在高效區(qū)運(yùn)行。二是在整車制動過程中的制動扭矩是否在合適的范圍，制動扭矩過大（回收電流大）但會導(dǎo)致車輛剎車加劇，車輛運(yùn)行不平穩(wěn)且存在一定的危險(xiǎn)性，制動扭矩較小會導(dǎo)致車輛能量回收少，整車?yán)m(xù)駛里程減少。

3 整體研究流程（見圖3）

4 總結(jié)

本方案僅是提出電驅(qū)動后橋的一種整體開發(fā)設(shè)計(jì)流程方法，在具體實(shí)施過程中，每一個(gè)方面還需要做細(xì)致的研究并做好詳細(xì)的記錄作為整個(gè)開發(fā)設(shè)計(jì)流程追溯的重要文件。通過對電驅(qū)動后橋的反復(fù)調(diào)試可以使電驅(qū)動橋具有更好的可靠性、經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性，在市場上得到更廣的推廣和應(yīng)用。

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