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2020/12New energy technology 丨新能源技术
041车时代
1车身轻量化技术概述
车身轻量化技术的应用是以车身零件的强度和刚度要求为约束，借助CAE 优化设计方法对零件的结构进行优化设计，通过车身零部件的薄壁化、中空化、小型化或集成化，以减小车身骨架和车身覆盖件的质量或数量，从而达到车身减重目的，使用轻量化材料通过大量使用轻质、高强材料实现车身大幅减重已经成为车身轻量化最为主要的手段。这些材料主要可以分为两类，一类是高强钢材料，包括普通高强钢、先进高强钢以及超高强钢。其中，激光拼焊板即采用激光焊接技术把不同厚度、不同表面镀层甚至不同原材料的金属薄板焊接在一起，形成冲压用坯料。
2设计需求
某款新能源汽车需要设计匹配动力总成悬置系统，在客户给定的车身安装边界及动力总成的参数上，设计与其动力总成配合的悬置弹性中心位置，悬置刚度及悬置结构。通过多体动力学软件获得悬置在各个工况下的受力。再通过FEA 分析计算支架是否满足设计要求。此项目动力总成由三相异步电机、差速器
和减速器组成。动力总成参数如表1。
（1）计算悬置支架受力。将动力总成悬置简化为3向正交的弹簧阻尼模型，动力总成如图1所示。其中①②③表示3个悬置的安装位置。通过ADAMS 多体动力学软件计算悬置系统在客户标准工况下受力，再分解到3个悬置上每个方向的受力。计算所得的部分工况力如表2。（2）结构设计。此项目在设计时，③号悬置单个支架质量达到627克重，比其他两个悬置支架重量超过1倍之多。考虑优化效率，主要考虑将③号悬置重量降低，以达到客户要求。在优化过程中，正对该支架优化了多轮结构，部分结
构。从表中可以得出，轻量化结构重量较优化前轻了将近50%。综合对比结构、重量、加工成本、生产效率，选择采用短玻纤热塑性复合材料。同时复合材料具有较高的阻尼特性，某项目两种相同结构不同材料的力锤敲击实验测试结果，在结果中可以看出，短玻纤
热塑性复合材料具有更高的阻尼特性。
3悬置路谱采集时域信号处理
悬置路谱采集的载荷时域信号，因驾车操作不规范及仪器使用环境变化，采集员测试过程中操作失误导致意外中断，或者测试数据存在偏移等，需要对路谱时域信号进行预处理。本文使用nCode Glyhworks 软件进行异常峰值信号，毛刺，数据漂移，删除无效数据，对路谱载荷信号预处理，为下一步路谱载荷信号分析奠定基础。
（1）毛刺探测和无效信号处理
毛刺探测主要测试，变换或者传输过程中出现干扰和偶然错误造成的，这主要是应变式三分力测试信号中很常见，因为测试值为毫伏，极容易被外界电子噪声所干扰，此时需要确认时域信号的毛刺现象是否为真实工况前具有统计意义。毛刺漂移探测和删除过程中，经验和对各个采集路谱的熟悉同样不可或缺；必须正确辨别哪些信号波峰和波谷是正常时域信号，哪些是毛刺。毛刺的探测和消除一般使用莱茵达准则，莱茵达准则主要适用于大样本测定，故本文使用莱茵达准则探测和处理路谱中毛刺。对于采集的一组数据
x1，x2…xn，计算其评价值和标准差，即：
利用莱茵达准则，当|xi-x—|>3δ时，认为该点为毛刺，反之认为为正常点。探测到毛刺趋于后，可以删除毛刺点，并用正弦曲线连接剩余各点。
（2）数据漂移和mean 值异常
路谱数据中的时域信号漂移也是很常见的，环境及机舱内高温条件下，可能导致应变片和被测部件的膨胀程度不协调，应变片输出数据就可能发生漂移。数据漂移一般是低频的，可以使用高通滤波器，可以去除均值漂移。
本文介绍了新能源汽车动力总成轻量化悬置路谱采集过程，以及路谱载荷时域信号的分析处理方法，时域信号缩减和损伤及block 缩减和损伤的方法及疲劳模拟道路试验的优缺点；为后续轻量化悬置路谱采集分析试验及轻量化结构设计提供了参考，同时根据时域信号缩减和block 缩减和模拟试验对比，为后期不同项目进度和试验成本采取不同缩减方法提供参考，探索了轻量化悬置载荷分布规律，提取了悬置载荷关键控制因素，为后续新能源轻量化悬置选型和平台化提供了参考依据。
汽车漂移教程参考文献：
[1]蔚佳彤，宋书江.整车轻量化对新能源汽车的影响[J].时代汽车,2019(17):
[2]龙飞宇.浅谈新能源汽车车身轻量化[N].四川科技报,2019-09-25(005).