電驅動系統NVH分析
關注創建者：匿名 創建時間：2022-07-25
電驅動系統NVH分析的視頻教程
汽車電驅動系統ANSYS仿真高級實戰：國標合規仿真、復雜模型處理、多物理場耦合分析等核心技能
4、NVH與疲勞壽命預測 噪聲、振動與聲振耦合（NVH）是新能源汽車電驅動系統面臨的重要挑戰，而疲勞壽命則是衡量其長期可靠性的關鍵。本模塊將引導學員進行電驅動系統諧波聲學仿真、聲振傳遞路徑分析、噪聲輻射評估與諧波噪聲抑制策略，同時，課程還將教授如何在復雜工況下進行電驅動系統疲勞壽命驗證，并對關鍵結構件的疲勞損傷累積進行深入分析。
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復雜電驅動系統動態實時功率測試
復雜電驅動系統動態實時功率測試 適合人群：汽車行業從業人員 復雜電驅動系統動態實時功率測試【已結束】 直播時間：2019-11-26 10:00 對于由各種不同組件組成的復雜混合動力系統，功率測量存在很多的挑戰，例如包括多電機、變速箱、逆變器、電池和內燃機等部件的復雜混合驅動系統。
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電驅動系統NVH分析的實例教程
由于驅動系統采用的是8極48槽永磁同步電機,主要關注定子磁場一階齒諧波與轉子諧波磁場調制出的低階次力波,其階次和頻率分別為:
n=μ±v=(2r+1)p±(p±Z1),
r=0,1,2,3,…
(3)
r=0,1,2,3,…
(4)
其中:p為極對數;Z1為定子槽數。
當r(或r+1)與Z1/2p(每極槽數)最接近時,所產生的力波最容易引起負載時電機的振動噪聲,且當電機的每極槽數為整數時,將會出現階力波,0階力波易激勵起電機的呼吸模態,發生強烈的振動。從頻率上看,力波的頻率均為2倍電網頻率。相應地,相對于轉子轉頻,徑向力波的頻率為轉子轉頻的2rp倍,即徑向力波相對于轉子轉頻的時間階次為2rp階。
1.2 減速器及控制器噪聲分析
減速器作為三合一電驅動系統的動力調節裝置,將電機的高速輸出調整為轉矩與轉速合理分配的輸出形式。齒輪傳動時,齒與齒之間不可避免地產生撞擊和摩擦,從而使齒輪產生與轉速有關的嚙合振動和噪聲。齒輪嚙合噪聲的頻率為:
(5)
其中:Z為齒輪的齒數;n為齒輪的轉速。
當齒輪嚙合的頻率與齒輪本身的某階固有頻率接近時,會激發出強烈的噪聲,齒輪嚙合產生的動負荷使軸產生變形并在軸承上引起動負荷,軸承的動負荷又傳給減速器殼體,使殼體激發出噪聲。
在三合一電驅動系統中,直接用螺栓將控制器固定在電機與減速器上,在驅動系統工作時,電機端和減速器端的振動將傳遞到控制器,尤其是剛性較弱、面積較大的上蓋板,極易響應電機端與減速器端的振動激勵,發生共振,產生強烈的振動和噪聲。
2 驅動系統振動噪聲測試分析
三合一電驅動系統的結構如圖1所示。采用米勒貝姆公司的數據采集設備和測試軟件對驅動系統進行滿載勻加速近場噪聲測試,3個振動加速度傳感器分別布置在電機殼體、減速器輸出軸和控制器蓋板,如圖2所示。
展開 伴隨計算機輔助設計與仿真的日益普及，CAE技術在電驅動系統的設計開發中發揮著越來越重要的作用。AVL作為全球知名的汽車技術咨詢公司，在電驅動總成設計與開發的模擬技術中，形成了從系統到部件、從部件結構可靠性、系統NVH性能到整車動力性經濟性以及整車熱管理分析的完整的工具鏈?；贏VL 仿真模擬平臺針對電機的模擬仿真，可以考慮到多物理場間復雜的相互作用，進行多物理場、多計算域的聯合仿真。例如：根據電機電磁場計算結果，結合多物理場耦合分析功能，可以進行電機的三維熱管理分析，用于電機冷卻水道的詳細設計和優化；基于三維熱管理分析的計算結果，自動地生成電機一維熱管理模型，并結合電磁場分析得到的電機外特性和效率Map圖，可進一步搭建全面的系統級整車熱管理模型進行整車系統級別的能量分析和優化；除此之外，電磁激勵還可作為同平臺電機動力學分析的載荷邊界，繼而實現電機NVH特性的準確模擬。
圖3 AVL仿真分析平臺電機仿真內部數據交互
在汽車開發過程中，NVH性能作為的重要評估指標之一，直接關系到整車駕駛舒適性。而隨著汽車動力傳動系統架構的變更，新能源汽車在NVH性能開發過程中重點關注和著重解決的問題點也與傳統汽車相去甚遠。其中，電驅動總成做為新能源汽車一種新的驅動方式，其NVH性能開發是關注的重點。本文將就AVL在電驅動系統NVH仿真分析的開發應用上做重點闡述和介紹。
二 主要分析任務
根據電驅動總成結構，其主要噪聲來源可以分為兩個部分：一是電機噪聲，二是齒輪噪聲。
電機噪聲主要分為三個方面，即空氣噪聲、機械噪聲和電磁噪聲。空氣噪聲主要由于風扇轉動，使空氣流動，撞擊、摩擦結構而產生。噪聲大小決定于風扇大小、形狀、電機轉速高低和風阻風路等情況。
展開 測試前，需注意NVH臺架的連接剛度與動態特性，盡量符合整車裝配狀態，否則測試結果不可靠。
圖40 電驅動系統NVH臺架實驗室
至此，本文從電驅動系統的總體布局、減速機殼體、軸齒、電機本體、控制策略等方向，宏觀闡述了電驅動系統中，正向NVH性能開發的主要流程與方法及注意事項。
但由于開槽及飽和效應，斜極后不同段上電磁力相位差并不滿足上述關系，進而導致型斜極及ZigZag斜極并不能有效改善高速區NVH問題。由此說明應該高速區振動噪聲峰值一方面取決于徑向電磁力幅值，另一方面不同段上電磁力的相位將對徑向振動的幅值產生顯著影響。
在電驅動系統早期開發或者NVH優化時，為控制高速區徑向振動問題，通常對徑向電磁力幅值進行控制或優化。但如果忽略了不同段之間徑向力相位的影響，有可能導致優化目標不準確,甚至預期降噪效果與實際降噪效果產生嚴重偏離。
本文借助仿真結果,首先對比理想狀態下即徑向力相位差與斜極角度滿足1式條件下，不同斜極形式對振動噪聲的影響；其次對比實際狀態下不同斜極形式對振動噪聲的影響；最后，提取某電磁方案在迭代優化過程中不同段上徑向電磁力幅值及相位的變化，借此探討如何在優化過程中考慮相位對振動響應的影響，進而得到更加準確合理的優化目標。
1.零階結構模態
本文計算中結構前三階圓柱模態如下圖1.1所示，更高階零階模態超出了本文分析頻段范圍，在此不再展示。前三階零階模態頻率如表1.1所示。
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壓電材料（PZT）具有正逆壓電效應，即當壓電材料受到機械變形時有產生電勢的能力；對它施加電壓時有改變壓電結構形狀的能力。此外，PZT因其測量精度高、響應速度快和性能穩定等優點在航空航天、精密測量、信息通訊和土木工程等領域發揮著重要作用。
一、PZT的本構模型
根據Zhou等人的研究，壓電材料第一種形式的本構方程為：
對于三維正交各向異性結構，其剛度系數矩陣、壓電系數矩陣、介電系數矩陣如下所示
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研討會主題：
電驅總成生產下線NVH檢測及故障分析
研討會內容：
為了進一步提升您在NVH下線檢測領域的技術能力和工作效率，我們誠邀您參加“電驅總成生產下線NVH檢測及故障分析”網絡研討會。在本次網絡研討會上，HBK-Discom中國區技術主管袁博將詳細為您介紹：
Discom公司介紹以及針對電驅總成的
1、電驅動系統現狀
電驅動系統的關鍵性能已達國際水平，部分實現國產化。電機方面，關鍵性能達到國際先進水平，實現高壓高速化，采用先進制造工藝，部分關鍵制造裝備國產化，普及型乘用車電機具有高可靠性、長壽命、免維護特點。電機控制器方面，Si基電機控制器性能達國際先進水平，實現高壓化和先進工藝，基于寬禁帶功率器件的電機控制器已產業化，智慧監測架構建立。機電耦合總成領域，插電式產品性能達國際先進水平
[圖片]
本文由上海安世亞太高頻電磁工程師王晨希先生在昆山舉辦的中國新能源汽車零部件展會的同期研討會上所發表的演講，此內容詳細地講解了驅動系統EMC仿真分析技術。
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作者：馬敬丨湖南獵豹汽車股份有限公司
本文分析了純電動汽車驅動系統振動噪聲來源、傳遞路徑及優化路徑，并以某純電動汽車蠕行起步階段驅動系統24階噪聲為研究對象，提出了優化扭矩控制策略方案，有效減弱了蠕行起步階段驅動電機系統24階振動噪聲。
1 純電動汽車驅動系統噪聲來源與優化路徑
摘 要
電驅動系統屬于結構核心零部件，受社會發展趨勢影響，其未來發展趨勢為高速化、集成化。將其與傳統動力系統相對比發現，電驅動系統內部缺少噪聲掩蓋裝置
摘 要
電驅動系統屬于結構核心零部件，受社會發展趨勢影響，其未來發展趨勢為高速化、集成化。將其與傳統動力系統相對比發現，電驅動系統內部缺少噪聲掩蓋裝置，使得電機噪聲、齒輪嚙合階次噪聲日益嚴重，在高速化、集成化發展過程中，電驅動系統內部耦合性不斷提高，系統響應日益復雜，如何降低噪聲成為了一項重點內容。本文通過高速電驅動系統剛柔耦合建模及動力學特性，針對其振動噪聲展開分析，旨在為相關人員優化電驅動系統提供幫助
驅動電機作為電動汽車的關鍵部件之一,其性能決定了電動汽車的主要性能指標[1]。振動噪聲特性是一個非常重要的電機評價標準,不正常的振動會加劇電機內部的摩擦,增加損耗,進而影響電機的使用壽命,還會影響乘客的乘坐舒適性[2]。
目前,為了達到成本控制、輕量化設計等要求,電機、控制器、減速器等一體化發展成為必然趨勢。三合一電驅系統具備以下優勢：結構緊湊
電機徑向力相位對振動噪聲的影響
方江龍 唐旭
