【技术贴】电动汽车悬置高频动刚度测试关键技术点

摘要：悬置动刚度对动力总成隔振和车内结构声传递有着重要作用。电动车与燃油车相比，车内噪声阶次更高，关注的结构声频率高达1500Hz以上。悬置高频动刚度测试台架需要进行专门设计以满足测试要求。

1、为什么需要关注悬置的高频动刚度？

动力总成系统产生的振动和噪声通过结构和空气两种路径传到车内。很多情况下，即使动力总成近场噪声很小，车内仍然可以明显感知到高频噪声，此时就需要考虑结构路径传递的贡献。

以美国某新能源车型为例，传递路径测试得到车内空气声与结构声的贡献如图1所示。

图1 某车型加速过程结构声与空气声对比

对比加速过程中车内平均声压级，如图2所示：

图2 美国某纯电车型结构声与空气声对比

通过上图可以看出，结构声有可能成为车内噪声主要的传递路径。

对于传统燃油车，主要关注发动机点火阶次，橡胶悬置动刚度测试一般频率范围在600Hz以下。而对电动车来说，以常见8极48槽电机为例，8阶激励频率范围达到1500-2000Hz以上，因而需要关注其在更高频段上的动刚度特性。

通过测试悬置隔振率可以大致得到悬置的动态特性。图3为某车型的隔振率测试结果。从图中可以看出，在100-500Hz频率范围，隔振率在20-35dB;在600-1000Hz频率范围，隔振率在0-5dB。

在500Hz以上，悬置隔振率严重不足，这主要是由于以下两方面原因：一是悬置橡胶本身内部存在共振（频率范围通常是500-1000Hz）；二是由于悬置支架的弹性模态。因此在设计悬置时，一方面要实现支架结构紧凑，提高模态频率；另一方面也要考虑到避免悬置支架模态与悬置橡胶本体模态的耦合。

图3 悬置隔振率曲线

2、高频动刚度测试的关键技术点

(1). 台架结构设计关键点

台架总体布局如图4所示：

图4 高频动刚度台架结构示意

橡胶悬置样件通过设计支架与台架进行固定和连接。为保证高频测试中不引入其他模态，设计支架要求在3000Hz以内无固有频率。针对具体测试样件要分别进行仿真分析和试验测试，对台架有效频率范围进行验证。左图为台架安装支架的仿真分析，第一阶弹性模态大于3000Hz。右图为测试支架上加载力与底座反作用力的传递函数，结果在1500Hz以内无峰值存在。