分析丨前轮动力驱动系统

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背景介绍：动力驱动系统是汽车的重要组成部分，其主要包括动力总成、悬置总成和驱动轴。动力总成通过悬置总成固定到车辆上，悬置总成主要起支撑、隔振与抗扭限位的作用。在相关技术中，悬置总成通常采用钟摆式布置方式，即悬置总成的左悬置和右悬置安装在车身纵梁上，主要起支撑和隔振作用，而后悬置安装在副车架上，主要起抗扭及隔振作用。现有技术中的钟摆式的悬置布置形式，使得悬置支架设计比较长，导致支架模态性能较低，往往会带来车辆加速行驶等工况下车内轰鸣声等噪声问题。模态是结构系统的固有振动特性，模态性能的高低直接反映了整车动态性能的好坏，还直接影响着整车的NVH性能。电动汽车的电驱动总成体积小，工作时产生扭矩大，采用上述的布置形式导致后悬置受力和位移较大，进而出现明显的加速冲击感，大大降低车辆的乘坐舒适性。此外采用钟摆式的悬置布置形式，使得悬置支架设计比较长，导致支架模态性能较低，往往会带来车辆加速行驶工况下车内轰鸣声噪音等问题。为此，奇瑞发明专利提供了一种动力驱动系统，包括悬置总成和电驱动总成。悬置总成的三个悬置均能起到抗扭限位的作用，适用于扭矩较大的电动汽车。三个悬置的连接结构的中心高度基本相同，从而使得悬置总成的整体结构更为紧凑，提高了悬置总成整体的模态性能。 动力驱动系统组成： 动力驱动系统包括悬置总成和电驱动总成，悬置总成包括第一悬置、第二悬置和第三悬置，第一悬置、第二悬置和第三悬置的连接结构可以直接被构造成悬置总成副车架的一部分。为提高悬置总成更换的灵活性，各个悬置的连接结构被构造成可拆卸式地固定到车辆上。动力驱动系统还可以包括副车架，第一悬置、第二悬置和第三悬置通过各自的底座部连接到副车架，同时副车架还可以为车辆悬架系统、转向机系统等提供连接的固定点。 11-13、悬置，2、电驱动总成，3、副车架，4-5、第一-二驱动轴。 动力驱动系统还可以包括第一驱动轴和第二驱动轴，第一驱动轴和第二驱动轴与电驱动总成的动力输出端连接。两个驱动轴的输出端分别与左、右两个车轮连接，以将驱动电机的扭矩传递到两个车轮，从而驱动车辆前进或倒退。在制造出上述三个悬置、电驱动总成和副车架后，可以将三个悬置和电驱动总成固定到副车架上，从而形成一个模块化的整体，后续可以直接将上述模块化整体固定到白车身上。相比于逐个装配各个部件，整体进行安装能更容易地保证三个悬置与动力总成的相对位置关系并且装配效率较高。电驱动总成包括驱动电机、减速器和控制器，驱动电机是动力来源，并通过减速器实现减速增扭作用。减速器与驱动电机的输出端连接，用于将调整后的扭矩向外输出。控制器与驱动电机电连接，用于控制驱动电机按照设定的方向、速度、角度等参数进行工作。驱动电机、减速器和控制器可以被集成在一个壳体内部，通过将三者集成为一体可以有效缩短驱动电机与控制器之间的线路长度，使电驱动总成整体结构更加紧凑。 21、驱动电机，22、减速器，23、控制器。 第一悬置、第二悬置和第三悬置包括连接结构，第一悬置、第二悬置和第三悬置通过各自的连接结构分别连接到电驱动总成上。第一悬置、第二悬置和第三悬置不位于同一条直线上，第一悬置、第二悬置和第三悬置三者大致形成一个三角形区域，与三个悬置连接的电驱动总成至少部分地位于上述三角形区域内。 1、悬置总成，11-13、第一-三悬置，111、连接结构。 第一悬置、第二悬置和第三悬置包括支撑壳体，支撑壳体包括相互连接的底座部和嵌合部。嵌合部大致呈圆筒状，连接结构嵌合在嵌合部的中空部分内。底座部大致呈三角形状，并可以在三角形的三个顶点处对底座进行固定，基于此可以在尽量减小底座部占地面积的同时保证固定的稳定性。底座部的三个顶点可以分别通过连接螺栓固定到车辆副车架上。第一悬置、第二悬置和第三悬置通过各自的底座部连接到车辆上，基于此，通过支撑壳体将连接结构固定在车辆上，由此可以方便灵活地对连接结构进行更换。 1111、衬套，113、支撑壳体，1131、底座部，1132、嵌合部，1133、连接螺栓。 第一悬置的连接结构的中心、第二悬置的连接结构的中心、第三悬置的连接结构的中心和电驱动总成的重心的高度基本相同。为提高悬置总成整体的受力均衡性，第一悬置的连接结构、第二悬置的连接结构和第三悬置的连接结构具有相同的结构。每个悬置通过各自的连接结构与电驱动总成连接，因此每个悬置的连接结构的中心相当于电驱动总成所施加力的作用点，因此各个悬置的连接结构的中心的位置将对悬置总成的整体受力产生重要影响。基于上述布置方式，可以使悬置总成的三个悬置均能起到抗扭限位的作用，由此在车辆加速行驶过程中三个悬置的受力更均匀，可获得更为优越的驾驶舒适性，适用于电动汽车。连接结构可以包括衬套、连接组件和缓冲件，缓冲件嵌合在衬套内并连接到连接组件的外侧，连接组件连接到电驱动总成，衬套对缓冲件起到固定作用。缓冲件连接到连接组件的外侧，能够减缓车辆在高低不平路况上行驶而导致电驱动总成产生的振动颠簸，并对由于车辆突然加速导致电驱动总成产生的位移进行限位和缓冲。 1112、连接组件，1113、缓冲件，X-变形空间。 缓冲件可以为橡胶材质，缓冲件与连接组件之间可以具有变形空间。缓冲件没有完全填满衬套与连接组件之间的空间，这样缓冲件具有良好的变形能力，减震缓冲的效果较好，否则缓冲件的刚度将较大，变形能力较差，减震缓冲的效果不佳。衬套呈圆筒状，从而缓冲件和连接组件可以配合到圆筒状衬套的中空部分。衬套可以为塑料材质，通过注塑成型加工出来。在衬套呈圆筒状的情况下，缓冲件大体也呈圆筒状。缓冲件可以具有翻边，当缓冲件配合到衬套中时，该翻边能够包覆衬套的外边缘，从而起到保护作用。连接组件包括芯部和连接部，芯部具有中空结构，连接部嵌合在中空结构内，连接部的一端连接到电驱动总成。也即是缓冲件连接到芯部的外侧，连接部嵌合到芯部内，缓冲件、芯部和连接部均位于衬套内。 1111、衬套，11121、芯部，11122、连接部。 连接部呈杆状，芯部的中空结构可以为贯穿芯部两端的通孔，从而连接部可穿过中空结构，一端可固定到芯部上，另一端可连接到电驱动总成上。芯部可以为合金材质，例如铝合金材质，这样质量较轻，并且强度和耐用性较好。芯部还可以呈长棱柱状，例如横截面为四边形的棱柱状，并且棱柱的各个侧面可以向内凹陷。基于芯部的上述结构，在通过上述硫化工艺形成缓冲件时，可以使硫化胶浆通过模具更为容易地与芯部接触，从而实现缓冲件与芯部的连接。缓冲件的形成方式：将芯部置于衬套内，并根据实际需求将二者进行定位，然后借助模具的成型和引导作用将硫化胶浆注入衬套与芯部之间的空间，当硫化胶浆固化后即在芯部与衬套之间形成缓冲件。并且，为了保证缓冲件不将衬套与芯部之间的空间填充满，可以通过使用模具对硫化胶浆进行引流，从而使硫化胶浆不完全填满衬套与芯部之间的空间。综上所述：动力驱动系统结构紧凑、模块化程度高，这样一是可以节省出用于容置整车其他零部件的空间，提高整车布置空间利用率，二是可以实现整车动力驱动模块的模块化装配，提高车辆的制造装配效率，三是基于这种平台架构，可以实现不同大小和结构形式的电驱动总成的平台拓展。总结：奇瑞前轮动力驱动系统系统包括悬置总成和电驱动总成，悬置总成的三个悬置分别分布在电驱动总成的三侧，以使电驱动总成至少部分地位于三个悬置所围成的大致呈三角形的区域内，并且三个悬置各自的中心和电驱动总成的重心的高度基本相同。基于上述布置方式，可以使悬置总成的三个悬置均能起到抗扭限位的作用，因此，该动力驱动系统适合用于扭矩较大的电动汽车。三个悬置的连接结构的中心高度基本相同，从而使得悬置总成的整体结构更为紧凑，提高了悬置总成整体的模态性能。

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