電動車驅動系統空間配置及殼體設計

Space Configuration and Housing Design for Electric Vehicle Drive Unit

紀丞祐(Cheng-You Ji)

指導教授 ： 鄭榮和

國立臺灣大學/工學院/機械工程學研究所/碩士(2017年)

https://doi.org/10.6342/NTU201703058

摘要

本研究以國內車廠開發之電動車驅動系統為研究對象，此驅動系統包括馬達、馬達驅動器、齒輪箱及差速器，以其體積最小化為目標，建立一套結構優化流程。針對兩大部分使驅動系統體積減小，第一部分是改善驅動系統內部空間配置情況，在不改變驅動系統的動力性能前提下，以各元件尺寸及位置為設計變數，同時滿足車室空間、結構強度與剛度、自然頻率、振動方向及受力情況，且確保元件彼此之間無干涉，進行元件參數及配置最佳化設計，使內部空間體積最小化；第二部分是以新版配置結果，設計更為緊湊的一體化殼體，並進行殼體結構拓樸設計，找出最佳殼體結構。一般驅動系統設計時，通常是各元件分開設計，本研究除了進行元件最佳化設計，並考慮彼此之間相互影響性，使電動驅動系統在體積最小化的同時，又能滿足限制條件，設計更為緊湊的組裝配合。

關鍵字

電動車 ； 電動驅動系統 ； 一體化設計 ； 結構最佳化 ； 空間配置 ； 有限元素 ； 殼體設計

並列摘要

The purpose of this study is to minimize the volume of drive unit including motor, inverter, gearbox and differential for electric vehicle. To achieve this, we build a two steps structural optimization process. The first step is to improve the internal space configuration of the drive unit by structural size optimization design that selects the size and location of the components for the design variables. It must satisfy the structural strength, structural stiffness, natural frequency, direction of vibration and force restraint, while ensuring that the components do not interfere with each other and the power performance do not change. The second step is designing a more compact housing based on the new configuration result, and then using structural topology optimization design to find the best housing structure. This process reduces the volume and be a more compact assembly of electric drive unit under limited conditions.

並列關鍵字

electric vehicle ； electric drive unit ； integrated design ； structural optimization ； space configuration ； finite element ； housing design

參考文獻

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