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基于ADAMSCar电动汽车底盘布置仿真分析与优化

摘要：在电动汽车底盘布置优化设计中，我们需要考虑的因素不止动力电池组的布置还要考虑操纵性、稳定性、平顺性等整车综合性能。而设计出合理理想的底盘布置优化方案，对电动汽车未来的发展具有深远的意义。针对以上的问题，本文提出通过ADAMSCar仿真模型建立不同电动汽车底盘布置，基于国家标准和评价方法进行仿真试验，对不同的底盘布局方案的试验进行对比，确定对于整车操纵性、稳定性、平顺性更理想合理的底盘设计方案，通过仿真结果分析，验证优化结果。

关键词：底盘布置底盘优化设计电动汽车操纵稳定

电动汽车底盘设计与优化的研究显示，学者们通过仿真和试验深入探讨了车辆的操纵稳定性和平顺性。闫雪在2012年基于动力学理论提出了一种分析和优化方法。荣祥涛在2015年研究了底盘模态变化和电池箱连接对动态刚度的影响，并优化了电池箱连接点位置[1]。张宇和在2016年提出前移和降低整车质心位置的底盘布置方案，以改善操纵稳定性[2]。国内研究者使用ADAMS软件优化悬架、传动系统和电池布局，而国外通过轻量化和结构设计提升性能。通过前人的研究看来，动力电池的布局是车辆的总体性能的重要因素，通过构建模型来仿真分析和做相关实验可以对汽车底盘布局进行优化，提高操纵稳定性和平顺性。

本文探讨了电动汽车底盘设计方面的的仿真分析与优化。通过ADAMSCar建立仿真模型，重点研究电动汽车动力电池布局对操纵稳定性和平顺性的影响，并通过一系列仿真试验分析优化底盘布置方案。

2纯电动汽车底盘布置方案设计

2.1纯电动汽车三种不同底盘布置方案

本研究电动汽车将采用约为350kg的动力电池组，按照底盘布置的可利用空间，以此提出3种底盘布置方案，再根据提出的方案进行操纵稳定性、平顺性的仿真试验，根据数据分析进行方案的优化设计。

方案一的布置主要是在车身底盘的正下方或后备箱下面，该布置增加了线路复杂性，且降低了散热性能和车内空间利用率；方案二的电池组布置在车身底盘底板之下，这种平整布置在底盘下方的电池组，便于检修和更换电池；方案三的布置主要是将电池组分别布置在前机舱下和底盘正下方。

2.2多体动力学软件ADAMS的介绍

ADAMS,即机械系统动力学自动分析(AutomaTIcDynamicAnalysisof

MechanicalSystems),ADAMS软件具有二维建模和三维建模的功能。利用ADAMS软件可以在计算机上建立和测试虚拟样机，实现在计算机上仿真分析对比机械的运动性能[3]。

2.3基于ADAMS整车动力学模型的建立

2.3.1悬架系统模型的建立

汽车悬架主要分为独立悬架和非独立悬架，悬架之间靠车桥连接；独立悬架相当于是两个独立的个体，车轮之间互不影响，可以有效的起到缓冲和减震的效果。通过ADAMS模型数据库得到的硬点坐标可以对前后悬架建立模型。

2.3.2动力子系统的模型建立

本文研究的对象是电动汽车，电动汽车的动力系统在其中只提供扭矩的作用，使用ADAMS软件自带的动力模型，通过修改模型硬点坐标对模型电机进行简单的修改，建立电机系统模型。

2.3.3转向子系统的模型建立

本文选择齿轮齿条转向系统，通过ADAMS建立转向系统模型。

2.3.4轮胎模型的建立

ADAMS/Car模型库中就有很多的轮胎模型可以选择，Tire模块就是专门提供轮胎模型选择的，本文采用的是文件库里的

pac2002_235_40hCG6vDlIeOhDmRNOsVoOvzFVOLMNg+PPGjw/zZtA4/k=R18轮胎来模拟实验，根据参数建立好的轮胎模型。

2.4整车模型的建立

在ADAMS/Car中，在TemplateBuilder模式中建立好各子系统，将所建各个

子系统模型通过试验台组装一起，从而得到整车多体动力学仿真。

不同布置方案的模型建立。通过测量整车模型的可利用空间，可以得出整体利用空间为830mm×400mm×300mm,底盘为1300mm×530mm×300mm,后舱为

600mm×300mm×300mm。

根据上文的不同底盘的布置方案，将电池组模型与整车完成装配。如图1所示。

3不同底盘布置方案的操纵稳定性影响分析

通过电池摆放的位置的改变，分析研究不同底盘布置对汽车操纵稳定性影响，依据国标GB/T6323—2014为试验分析依据，选择蛇形试验、双车道变换试验。在ADAMS/Car中完成以上仿真试验。

3.1蛇形驾驶仿真试验与分析

3.1.1试验方法

根据国标GB/T6323.2-94规定，使用蛇形驾驶仿真，仿真实验车速依次为45km