一种纯电动车乘员舱结构和底盘车架结构之间的性能指标分解方法技术

本发明专利技术公开了一种纯电动车乘员舱结构和底盘车架结构之间的性能指标分解方法，步骤一、确定实际乘员舱尺寸、底盘车架尺寸和电池仓尺寸；将乘员舱简化为乘员舱框架结构，将底盘车架和电池仓的组合结构简化为底盘车架框架结构；以及将所述车乘员舱框架结构和所述底盘车架框架结构组合形成耦合系统；所述车乘员框架结构和所述底盘车架框架结构均由矩形钢管构成；步骤二、以初始尺寸为基础，分别改变所述乘员舱框架结构的矩形钢管的截面尺寸和所述底盘车架框架结构的矩形钢管的截面尺寸，得到不同规格的乘员舱框架结构和底盘车架框架结构；获取乘员舱结构、底盘车架模块和耦合系统之间的弯曲刚度、扭转刚度关系，以及一阶弯曲、一阶扭转模态频率关系。一阶扭转模态频率关系。一阶扭转模态频率关系。

【技术实现步骤摘要】
一种纯电动车乘员舱结构和底盘车架结构之间的性能指标分解方法


[0001]本专利技术属于纯电动车结构
，特别涉及一种纯电动车乘员舱结构和底盘车架结构之间的性能指标分解方法。

技术介绍

[0002]从车身结构设计、受力状况及研发平台上将车身划分为全承载式车身，非承载式车身和非全承载式车身，其总结如下：全承载式车身结构的主要特征就是无车架，车身不但承担了来自乘员和货物等载荷，还承担了动力总成及来自底盘系统的各种冲击激励。非承载式车身的汽车主要承载任务由车架承担，车身不参与承重。非全承载式车身主要特征即是底盘车架结构和车身会共同承担载荷及性能。
[0003]全新架构的纯电动车即是一个非全承载式车身结构，其结构设计主要是各个部件相互影响互为促进的过程，由于整车实际结构中，车身、底盘车架及其连接方式等均对汽车整体性能产生影响。因此，研究全新架构的纯电动汽车结构中车身模块和底盘车架模块之间刚度性能指标的分解和性能集成方法，对于分别按各自的性能指标进行车身和底盘车架的结构设计和性能开发，避免反复的设计和修改具有十分重要作用，是全新架构电动车研发的关键核心技术。

技术实现思路

[0004]本专利专利技术的目的是提供一种纯电动车乘员舱结构和底盘车架结构之间的性能指标分解方法，获取乘员舱结构、底盘车架模块和耦合系统之间的弯曲刚度、扭转刚度关系，以及一阶弯曲、一阶扭转模态频率关系，为全新架构的纯电动车底盘车架结构设计与性能开发提供参考。
[0005]本专利技术提供的技术方案为：
[0006]一种纯电动车乘员舱结构和底盘车架结构之间的性能指标分解方法，包括如下步骤：
[0007]步骤一、测量实际乘员舱尺寸、底盘车架尺寸和电池仓尺寸；将乘员舱简化为乘员舱框架结构，将底盘车架和电池仓的组合结构简化为底盘车架框架结构；以及将所述车乘员舱框架结构和所述底盘车架框架结构组合形成耦合系统；
[0008]其中，所述车乘员框架结构和所述底盘车架框架结构均由矩形钢管构成；
[0009]步骤二、以初始尺寸为基础，分别改变所述乘员舱框架结构的矩形钢管的截面尺寸和所述底盘车架框架结构的矩形钢管的截面尺寸，得到不同规格的乘员舱框架结构和底盘车架框架结构；
[0010]对不同规格的乘员舱框架结构、底盘车架框架结构和二者组成的耦合系统分别进行测试；得到各个规格下的乘员舱框架结构的弯曲刚度、底盘车架框架结构的弯曲刚度和二者组成的耦合系统的弯曲刚度的关系，和各个规格下的乘员舱框架结构的扭转刚度、底
盘车架框架结构的扭转刚度和二者组成的耦合系统的扭转刚度的关系；以及
[0011]得到各个规格下的乘员舱框架结构的一阶弯曲模态频率、底盘车架框架结构的一阶弯曲模态频率和二者组成的耦合系统的一阶弯曲模态频率的关系，和各个规格下的乘员舱框架结构的一阶扭转模态频率、底盘车架框架结构的一阶扭转模态频率和二者组成的耦合系统的一阶扭转模态频率的关系；
[0012]步骤三、在扭转刚度工况和弯曲刚度工况下，确定电动车乘员舱和底盘车架与耦合系统之间的关系分别为：
[0013]K
耦扭
≈K
乘员舱扭
+K
车架扭
，K
耦弯
≈K
乘员舱弯
+K
车架弯
；
[0014]以及确定电动车乘员舱和底盘车架与耦合系统之间的一阶弯曲模态频率和一阶扭转模态频率的关系分别为：
[0015]f
b乘员舱
＝f
b耦合
+f
b车架
，f
t耦合
＝(1/3.5)f
t乘员舱
+(1/1.5)f
t车架
；
[0016]其中，K
耦扭
表示耦合系统的扭转刚度，K
乘员舱扭
表示乘员舱系统的扭转刚度，K
车架扭
表示底盘车架的扭转刚度；K
耦弯
表示耦合系统的弯曲刚度，K
乘员舱弯
表示乘员舱系统的弯曲刚度，K
车架弯
表示底盘车架的弯曲刚度；f
b乘员舱
表示乘员舱的一阶弯曲模态频率，f
b耦合
表示耦合系统的一阶弯曲模态频率，f
b车架
表示底盘车架的一阶弯曲模态频率；f
t耦合
表示耦合系统的一阶扭转模态频率，f
t乘员舱
表示乘员舱的一阶扭转模态频率，f
t车架
表示底盘车架的一阶扭转模态频率。
[0017]优选的是，所述的纯电动车乘员舱结构和底盘车架结构之间的性能指标分解方法，还包括对整车碰撞性能指标进行分解：
[0018]分别对整车进行正面碰撞和侧面碰撞试验，得到整车的正面和侧面碰撞的能量数据；对整车的每个部件的能量进行提取，并通过线性累加的方法获取正面碰撞和侧面碰撞工况下的底盘车架和乘员舱的碰撞吸能量；得到底盘车架和乘员舱的吸能量占整车总吸能量的比例。
[0019]优选的是，在所述步骤一中，所述乘员舱框架结构为矩形框架，所述矩形框架的长度、宽度与乘员舱的实际长度、宽度分别相同；
[0020]所述底盘车架框架结构包括：目字形框架和长方体框架；
[0021]所述目字形框架的外框的长度、宽度与底盘车架的实际长度、宽度分别相同；
[0022]所述长方体框架由平行设置的多个矩形钢管的管壁依次固定连接组成，
[0023]其中，相邻两个矩形钢管的高度方向的管壁固定连接，所述长方体框架的长度、宽度与电池仓的实际长度、宽度分别相同；
[0024]所述长方体框架与所述目字形框架固定连接；
[0025]将所述乘员舱框架固定连接在所述底盘车架框架结构上方，得到所述耦合系统。
[0026]优选的是，所述初始尺寸为：
[0027]组成所述车乘员框架结构的矩形钢管的壁厚为20mm，高度为80mm，宽度为70mm；
[0028]组成所述目字形框架的矩形钢管的壁厚为20mm，高度为90mm，宽度为80mm；
[0029]组成所述长方体框架的矩形钢管的壁厚为20mm，高度为60mm，宽度为50mm。
[0030]优选的是，在所述步骤二中，包括：
[0031]同时改变所述车乘员框架结构的矩形钢管、所述目字形框架的矩形钢管的和所述长方体框架的矩形钢管的壁厚；并对乘员舱框架结构、底盘车架框架结构和耦合系统分别
进行测试；
[0032]得到各个壁厚下的乘员舱框架结构的弯曲刚度、底盘车架框架结构弯曲刚度和二者组成的耦合系统的弯曲刚度的关系，以及各个壁厚下的乘员舱框架结构的扭转刚度、底盘车架框架结构扭转刚度和二者组成的耦合系统的扭转刚度的关系；以及
[0033]得到各个壁厚下的乘员舱框架结构的一阶弯曲模态频率、底盘车架框架结构的一阶弯曲模态频率和二者组成的耦合系统的一阶弯曲模态频率的关系，和各个壁厚下的乘员舱框架结构的一阶扭转模态频率、底盘车架框本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纯电动车乘员舱结构和底盘车架结构之间的性能指标分解方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、测量实际乘员舱尺寸、底盘车架尺寸和电池仓尺寸；将乘员舱简化为乘员舱框架结构，将底盘车架和电池仓的组合结构简化为底盘车架框架结构；以及将所述车乘员舱框架结构和所述底盘车架框架结构组合形成耦合系统；其中，所述车乘员框架结构和所述底盘车架框架结构均由矩形钢管构成；步骤二、以初始尺寸为基础，分别改变所述乘员舱框架结构的矩形钢管的截面尺寸和所述底盘车架框架结构的矩形钢管的截面尺寸，得到不同规格的乘员舱框架结构和底盘车架框架结构；对不同规格的乘员舱框架结构、底盘车架框架结构和二者组成的耦合系统分别进行测试；得到各个规格下的乘员舱框架结构的弯曲刚度、底盘车架框架结构的弯曲刚度和二者组成的耦合系统的弯曲刚度的关系，和各个规格下的乘员舱框架结构的扭转刚度、底盘车架框架结构的扭转刚度和二者组成的耦合系统的扭转刚度的关系；以及得到各个规格下的乘员舱框架结构的一阶弯曲模态频率、底盘车架框架结构的一阶弯曲模态频率和二者组成的耦合系统的一阶弯曲模态频率的关系，和各个规格下的乘员舱框架结构的一阶扭转模态频率、底盘车架框架结构的一阶扭转模态频率和二者组成的耦合系统的一阶扭转模态频率的关系；步骤三、在扭转刚度工况和弯曲刚度工况下，确定电动车乘员舱和底盘车架与耦合系统之间的关系分别为：K
耦扭
≈K
乘员舱扭
+K
车架扭
，K
耦弯
≈K
乘员舱弯
+K
车架弯
；以及确定电动车乘员舱和底盘车架与耦合系统之间的一阶弯曲模态频率和一阶扭转模态频率的关系分别为：f
b乘员舱
＝f
b耦合
+f
b车架
，f
t耦合
＝(1/3.5)f
t乘员舱
+(1/1.5)f
t车架
；其中，K
耦扭
表示耦合系统的扭转刚度，K
乘员舱扭
表示乘员舱系统的扭转刚度，K
车架扭
表示底盘车架的扭转刚度；K
耦弯
表示耦合系统的弯曲刚度，K
乘员舱弯
表示乘员舱系统的弯曲刚度，K
车架弯
表示底盘车架的弯曲刚度；f
b乘员舱
表示乘员舱的一阶弯曲模态频率，f
b耦合
表示耦合系统的一阶弯曲模态频率，f
b车架
表示底盘车架的一阶弯曲模态频率；f
t耦合
表示耦合系统的一阶扭转模态频率，f
t乘员舱
表示乘员舱的一阶扭转模态频率，f
t车架
表示底盘车架的一阶扭转模态频率。2.根据权利要求1所述的纯电动车乘员舱结构和底盘车架结构之间的性能指标分解方法，其特征在于，还包括对整车碰撞性能指标进行分解：分别对整车进行正面碰撞和侧面碰撞试验，得到整车的正面和侧面碰撞的能量数据；对整车的每个部件的能量进行提取，并通过线性累加的方法获取正面碰撞和侧面碰撞工况下的底盘车架和乘员舱的碰撞吸能量；得到底盘车架和乘员舱的吸能量占整车总吸能量的比例。3.根据权利要求2所述的纯电动车乘员舱结构和底盘车架结构之间的性能指标分解方法，其特征在于，在所述步骤一中，所述乘员舱框架结构为矩形框架，所述矩形框架的长度、宽度与乘员舱的实际长度、宽度分别相同；所述底盘车架框架结构包括：目字形框架和长方体框架；所述目字形框架的外框的长度、宽度与底盘车架的实际长度、宽度分别相同；
所述长方体框架由平行设置的多个矩形钢管的管壁依次固定连接组成，其中，相邻两个矩形钢管的高度方向的管壁固定连接，所述长方体框架的长度、宽度与电池仓的实际长度、宽度分别相同；所述长方体框架与所述目字形框架固定连接；将所述乘员舱框架固定连接在所述底盘车架框架结构上方，得到所述耦合系统。4.根据权利要求3所述的纯电动车乘员舱结构和底盘车架结构之间的性能指标分解方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王登峰，王爽，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：