針對電驅總成NVH分析，AVL之前提供了基于EXCITE Power Unit軟件的解決方案，我們也基于該方案發布過一篇技術貼《基于AVL仿真分析平臺的電驅動總成NVH分析》，得到了廣大用戶的關注，也為關心電驅總成NVH分析的CAE工程師提供了可靠的解決方案。具體來說，針對電驅總成NVH分析，AVL基于EXCITE Power Unit軟件的解決方案有如下優勢：

1.  時域分析，可以考慮齒輪動態傳遞誤差，分析結果可以涵蓋主階次及其諧波，以及由于不平衡、不對中等引起的邊頻調制等結果，真正做到結果的定量分析；

2. 時域分析，可以在單個模型、單次計算中同時進行齒輪嘯叫和齒輪敲擊噪聲的分析；

3. 時域分析，可以進行任意瞬態過程的模擬，例如Tip-in/Tip-out工況引起的沖擊；

4. 先進的時域差分求解器，同樣的模型規模、全柔性體建模、同類型時域分析軟件中求解速度無與匹敵；

5. 方便進行模型擴展，除純電電驅動總成外，還可加入發動機模型進行混動系統動力學和NVH分析。

為了提升用戶體驗，降低軟件建模難度，AVL在保留原有EXCITE Power Unit軟件求解器的基礎上，對建模部分進行了全新開發，專門針對電驅動總成分析，開發了EXCITE eAxle軟件，其特點如下：

1. 基于AVL全新軟件界面Simulation Desktop（SDT）開發，三維可視化建模方式使得模型建模過程更簡單快捷；

2. 模塊化行星齒輪建模方式，可以實現一鍵式整體導入和參數化實時更新；

3. 保留了EXCITE Power Unit軟件求解器，依然采用時域分析方式，上述EXCITEPower Unit方案優勢得以延續；

4. 與電機載荷提取工具E-Motor Tool（EMT）可以進行無縫數據交互，避免大量電機載荷數據處理和映射工作，提升建模和分析效率；

5. 模板化PPT格式計算報告自動生成，支持模板自定義，免去大量手動后處理，提升分析效率。

EXCITE eAxle擁有極其友好的建模界面，可以實現三維實時可視化模型搭建，如下圖帶行星齒輪組和平行軸齒輪組的電驅總成模型搭建也可以在一個小時內完成。

EXCITE eAxle為了方便用戶建模和模型解讀，也為了能更準確考慮實際工程問題，設置了很多方便的功能。

1）Focus View功能，選中部件或連接副，點擊即可以方便地進行結構和載荷邊界的聚焦，以快速查看部件或載荷邊界具體信息。

載荷聚焦

2）行星齒輪組模塊化建模，EXCITE eAxle包含模塊化行星齒輪組，可以一鍵式拖入整個行星齒輪組模型，即可包含完整的部件和連接關系定義，并可以方便地進行參數調整，同時支持參數合理性分析（如果不合理會有錯誤提示），三維界面也會跟著實時更新。

3）齒輪修形，EXCITE eAxle支持所有常用修形方式的參數化定義，也可以支持齒面兩側非對稱修形，如下：

另外，EXCITE eAxle還支持基于掃掠面定義由于加工誤差或齒面磨損引起的齒輪各齒面形狀差異。經驗表明，由于加工誤差引起的齒面差異，對齒輪嘯叫噪聲的影響會達到1~2dB。

4）有限元模型縮減替換，EXCITE eAxle除了支持基于參數化的齒軸的建模外，還支持所有部件基于有限元縮減模型的建模，其Component Modeler支持常見有限元網格的導入（inp、bdf、cdb）和自動主節點綁定及縮減求解，既可以調用外部有限元求解器，也可以使用內置ABAQUS求解器（需license支持）。主節點自動綁定可以大大減少有限元前處理工作，尤其對于電機定子或齒輪等部件。

5）齒輪阻尼及摩擦系數多種定義方式，EXCITE eAxle支持齒輪接觸阻尼和側隙阻尼以及齒面摩擦系數的自定義，即直接輸入阻尼值和摩擦系數，這就要求CAE工程師有一定的經驗。除此以外，如果工程師對于阻尼和摩擦系數經驗不足或不確定，EXCITE eAxle還支持基于EHL（elastic-hydro lubrication）方法的理論計算，用戶只需要定義齒面粗糙度和潤滑油屬性，軟件即會自動計算動態阻尼和摩擦系數值，用于更精確的齒面接觸分析。

6）滾動軸承自動匹配，EXCITE eAxle可以基于軸頸和軸承座孔尺寸自動化、批量化創建滾動軸承連接，極大提升連接關系定義效率。

7）軸承或花鍵等連接不對中參數化定義，EXCITE eAxle支持對部件連接點的位置進行參數化編輯，可以方便地用于考慮加工誤差、安裝變形等引起的不對中度的影響。

8）電機連接副，EXCITE eAxle電機連接副采用Map形式定義，分為Map Based Torque和Map Based Tooth Forces兩種類型，即通過定義不同轉速不同負荷（扭矩）工況下電機的扭矩波動曲線或各個定子徑向力、切向力和彎矩的Map來表征電機的激勵屬性，前者主要用于動力學和瞬態過程分析，后者主要用于電驅總成NVH分析。數據支持csv或ASCII格式文件導入。基于定義好的Map，EXCITE eAxle即可以進行任意瞬態或準穩態工況的動力學仿真分析。對于Map中不存在的工況點，軟件會自動進行插值處理。

9）基于EMT的電機Map數據自動獲取，為了方便EXCITE eAxle用戶高效獲取電機載荷Map，EXCITE eAxle附加了EMT工具，可以用于電機各工況扭矩及定子齒激勵的計算與自動化數據后處理，實現從電磁場計算到動力學計算的無縫數據交互。

10）電驅總成懸置建模，EXCITE eAxle支持多種類型懸置定義，包括非線性靜剛度懸置、動剛度懸置及非線性靜剛度+動剛度懸置，并且內置懸置參數識別工具，可以直接基于懸置剛度測試曲線完成懸置參數識別和建模，以支撐全頻域懸置和總成振動分析。

懸置動剛度參數自動識別與建模

11）三維可視化運動學檢查，建模完成之后，EXCITE eAxle支持運動學檢查，一方面可以檢查模型連接關系是否正常、運動狀態是否合理，另一方面也可以進行各部件初始速度的計算以及軸承激勵頻率的理論分析。

EXCITE eAxle后處理同樣基于SDT平臺的IMPRESS M進行，可以實現二維和三維數據同窗口聯動處理，并支持二維數據與三維動畫導出。

除了常規手動結果查看和數據處理外，EXCITE eAxle集成了方便的數據自動處理模板。

1）自動報告生成，EXCITE eAxle內置eAxle Report Generator報告生成App，動力學計算完成后，采用該App可以全自動生成基于內置模板或定制模板的PPT格式計算報告，工程師無需或進行少量二次加工即可用于分析匯報。

結構總覽

軸承報告

齒輪報告

2）系統模態計算，EXCITE eAxle支持電驅動總成系統全自由度模態計算，并進行動畫顯示和導出，以方便用于進行NVH問題分析。

3）數據恢復，EXCITE eAxle同樣擁有和EXCITE Power Unit類似的數據恢復功能，可以快速將動力學計算結果通過數據恢復矩陣得到整個有限元表面振動結果，用于結構噪聲分析或后期噪聲輻射計算。

數據恢復殼體表面振動

AVL先進模擬技術部一直致力于為廣大用戶提供更貼近于工程實際需求又更準確的仿真工具。本期介紹的EXCITE eAxle即為專門針對電驅動總成動力學和NVH分析的仿真工具，所有的功能設置和考慮因素都匯聚了AVL工程實踐的經驗積累。如果您對EXCITE eAxle軟件感興趣，歡迎發送郵件至Mechanical_support_china@avl.com聯系。