某纯电动客车双轮毂电机驱动桥结构设计与疲劳分析

某纯电动客车双轮毂电机驱动桥结构设计与疲劳分析摘要：相对于集中式和双轮边式电驱动桥结构，双轮毂电机驱动方案更能提高传动效率，节约能源。文章以某纯电动客车双轮毂电机后驱动桥为讨论对象，采纳 CATIA 三维软件进行驱动桥结构设计，根据车轮接地点力工况，采纳 HyperWork 软件校核刚强度;结合疲劳累积损伤理论，通过线性静态循环工况评估该驱动桥结构件的疲劳损伤，以期达到疲劳寿命要求。讨论表明：此驱动桥结构可以满足低地板宽通道、刚强度及疲劳寿命的理论设计要求。关键词：纯电动客车;轮毂电机;驱动桥;刚强度;疲劳损伤StructuralDeignandFatigueAnalyiofaDouble-WheelMotorDrivenBridgeofaPureElectricBuHuang 某 iangKeyword：Fullelectricbu;In-wheelmotor;Drivea 某le;tiffneandtrength;fatiguedamageCLCNO.：U469.72DocumentCode：AArticleID：1671-7988（2024）09-03-05前言纯电动公交车普遍采纳集中驱动桥方案，即采纳电机替代原发动机位置通过传动轴总成提供动力给整体式驱动桥主减速器，然后通过整体式驱动桥主减速器向两边车轮输入动力。受到整体式驱动桥主减结构、电机以及传动轴总成的限制，后桥位置的车内底板较高，不方便乘客上、下车，总体占用空间比较大。目前市场克服以上技术的不足，11 米以上公交车多数采纳双轮边电驱动方案，更高一级为采纳双轮毂电机为驱动方案。相比于传统驱动系统方案，轮毂直驱可以从根本上改善动力传动，且省掉部分传动部件，提高效率。据某轮毂电机厂公布数据，双轮毂电机效率比双轮边电机效率可以提高 12.5%。雖然轮毂电机是未来纯电动客车的主流驱动产品，因轮毂电机集中布置在轮辋内，结构紧凑，受力复杂，导致驱动桥壳结构设计困难，且驱动桥壳作为为汽车重要的承载件和传动件，是维系整个车辆运行安全的关键部件，它的刚强度性能和疲劳寿命会直接影响汽车的有效使用寿命。故亟需匹配轮毂电机的驱动桥壳结构开发。应用 CATIA 三维软件建立类似 U 型结构驱动桥壳模型，满足整车低地板布置要求。根据车轮接地点力四种工况，采纳 HyperWork 软件校核刚强度;在满足刚强度要求的前提下，结合应变疲劳和累积损伤理论，通过线性静态循环工况计算该驱动桥结构件的疲劳损伤，以期达到疲劳寿命要求。1 结构设计1.1 设计要求1.2 驱动桥结构方案2 刚强度分析2.1 材料定义如表 1 所示，承载座及中间支架材料为 ZGD650-830，C 型臂为 QT450-10。轮毂电机连接承载座的主轴材料...