前言：振动是电动汽车设计与性能优化中的一个重要挑战，它直接影响着乘坐舒适性、车辆稳定性和零部件寿命，轮边驱动电机作为汽车动力系统的关键组成部分，其振动特性对整车的舒适性和性能具有重要影响，深入研究轮边驱动电机对振动产生的机理以及优化方法，对于提高电动汽车的乘坐舒适性、安全性和可靠性具有重要意义。
1.轮边驱动电机对电动汽车振动影响
1.1驱动电机的位置与结构对振动的影响
通常情况下，电动汽车的驱动电机安装在车轮附近，与传统车辆的发动机安装位置有所不同，这种位置的选择使得电动汽车在动力传输过程中能够减少传统传动系统中的传动损失，并且提高了车辆的整体效率，这也意味着驱动电机的振动会直接传递到车轮和车身上，提高了车辆的整体振动水平，特别是在高速行驶时，由于驱动电机与车轮直接相连，其振动会更为明显，可能会对乘坐舒适性产生一定的影响。轮边驱动电机通常采用的是无刷直流电机或者交流异步电机等结构，这些电机相较于传统的内燃机结构更加简单、紧凑，减少了运转时的机械振动，电动汽车的驱动电机结构也更加密封，减少了摩擦和机械噪音，从而降低了振动的产生。随着电动汽车技术的不断发展，一些新型的高功率电机结构也可能会引入新的振动问题，例如，由于高功率电机的转子结构复杂，可能会在运转时产生额外的振动和噪音，需要通过设计和控制手段来进行有效的抑制。
1.2电机转速变化对振动频谱的影响
电机转速的变化直接影响着电动汽车的动力输出和车辆速度，在加速和减速过程中，电机的转速会发生变化，从而引起车轮的旋转速度变化，这种变化将产生振动，并且这种振动将在整个车辆结构中传播。振动频谱是描述振动信号在频率域中的分布情况的图像。当电机转速变化时，会产生不同频率的振动成分。例如，在加速过程中，电机转速增加，会导致较高频率的振动成分增加；而在减速过程中，电机转速减小，则较低频率的振动成分会增加，这种频谱的变化会直接影响到乘坐舒适性和车辆结构的耐久性。谐振频率是指车辆结构在特定频率下振幅增大的情况，当电机转速变化导致某些频率成分的增加时，可能会使车辆结构的谐振频率发生变化，从而引起振动幅值的增加，这种情况下，如果振动幅值过大，可能会影响到乘坐舒适性，并且可能导致车辆结构的损坏。
2.轮边驱动电机振动优化方法
2.1采用低振动材料与结构设计
常见的低振动材料包括聚合物复合材料、橡胶材料以及特殊合金等，这些材料具有良好的吸振性能和减震效果，能够有效地降低振动传递和噪音产生，例如，采用高分子聚合物复合材料作为轮边驱动电机的支撑结构，可以显著减少振动传递至机身和周围环境。通过合理的结构设计，可以减少机械系统的共振频率，从而降低振动幅度和噪声水平，在轮边驱动电机的设计中，可以采用减震支撑结构、隔振垫片以及结构优化等方法，来提高系统的振动抑制能力，例如，在轮边驱动电机的底座设计中增加减震支撑结构和隔振垫片，可以有效地减少地面传来的振动对电机的影响。通过有限元模拟，可以对轮边驱动电机的结构进行详细的应力分析和振动模态分析，从而找出振动的主要传播路径和关键部位，在优化设计过程中，可以根据有限元分析的结果进行结构参数的调整和材料的选择，以实现最佳的振动抑制效果，例如，通过有限元分析确定关键振动模态，并在这些模态下对支撑结构进行优化，可以显著降低轮边驱动电机的振动水平。
2.2振动控制算法的优化与改进
针对振动源的识别和定位，可以利用传感器实时监测电机系统的振动信号，并通过信号处理和特征提取技术进行分析。例如，可以采用快速傅里叶变换（FFT）对振动信号进行频谱分析，识别出振动的频率和幅值，进而确定振动源的位置和类型，基于振动信号的特征提取结果，可以针对性地调整控制算法的参数，优化振动抑制效果。针对电机系统的结构和动力学特性，可以进行有限元分析和模态分析，获取系统的振动模态和固有频率[1]。通过对系统结构和动力学特性的深入理解，可以有针对性地设计振动控制方案，选择合适的振动控制算法和参数，例如，可以针对系统的共振频率采取主动抑制或削弱措施，减小振动的能量传递和放大效应。针对轮边驱动电机系统的实际应用场景和工作环境，可以采用智能化的振动控制方案进行优化。例如，可以利用机器学习和深度学习技术，基于大数据对电机系统的振动特性进行建模和预测，实现自适应振动控制，可以结合物联网技术实现对电机系统的远程监测和控制，及时发现和处理振动异常，提高系统的稳定性和可靠性。
2.3被动振动控制器件的选择与优化
针对轮边驱动电机的振动特性和工作环境条件，需要对被动振动控制器件进行合理选择，减振器是被动振动控制的关键部件，常用的减振器包括弹簧隔振器、阻尼器、减震垫等。选择减振器时，需要考虑电机的振动频率、振幅以及工作负载等因素，以确保减振器的工作频率范围和阻尼特性与电机振动相匹配，悬挂系统也是影响电机振动的重要因素，应选择具有良好刚度和阻尼特性的悬挂系统，以提供稳定的支撑和振动吸收。针对减振器，可以通过优化材料选择、结构设计和参数调整等方式，提高其减振效果和耐久性[2]。例如，对于弹簧隔振器，可以选择高强度、耐疲劳的弹簧材料，并根据电机振动特性和工作负载进行弹簧刚度的优化设计；对于阻尼器，可以优化阻尼液体的选择和阻尼器结构设计，提高其阻尼效果和稳定性，针对悬挂系统，可以通过优化悬挂结构和材料选择，提高其刚度和阻尼特性，从而减少电机振动对车辆的影响。通过振动测试和模拟分析，评估被动振动控制器件在不同工况下的减振效果和性能表现，从而优化设计方案和参数设置，在实验验证过程中，需要记录振动数据、工作状态以及器件性能指标，为后续的优化和改进提供依据。
结束语：轮边驱动电机对电动汽车振动的影响是一个复杂而重要的研究领域。通过对其振动机理和优化方法的深入探讨，我们可以更好地理解电动汽车振动的本质，并为未来的技术发展提供指导。未来，随着电动汽车技术的不断进步和创新，我们可以期待更先进的振动控制技术的出现，以进一步提高电动汽车的乘坐舒适性、安全性和可靠性。参考文献：
[1]袁聪, 赵华. 轮胎式起重机行走机构轮边驱动电气系统设计[J]. 港口装卸, 2021, (06): 15-18.
[2]田海勇, 罗鹏军. 电传动矿用自卸车轮边电机驱动系统动态特性研究[J]. 汽车实用技术, 2021, 46 (02): 59-63.