電動動力總成測試的案例
HBK電動動力總成測試解決方案
電動傳動系統控制和校準
HBK電動動力總成測試解決方案為汽車制造商和供應商提供了一套完整的實時測試和測量工具，簡化評估過程，快速有效地提供可操作的見解。我們的電動動力總成測試設備能大幅降低測量不確定性，為傳動系統效率和性能優化提供可靠的測量結果，最終改善駕駛體驗。
概覽
了解和優化車輛動力總成系統性能，從動力源（或模擬器）到車輪法蘭，由工程師進行HIL模擬仿真，以及真實的物理測試。通過臺架試驗驗證虛擬仿真提供的設計參數，驗證各子系統之間的相互作用，并對系統及其控制系統進行校準，從而幫助工程師優化傳動系統效率和性能。
HBK提供的電動動力總成測試解決方案是一個傳感器、儀表和軟件的組合，能將電動汽車（EV）動力系統作為一個整體系統進行分析。幫助工程師簡化混合動力和電動汽車動力系統的復雜性，應對系統驗證的挑戰，并提供評估和優化所需的測試和分析技術。
HBK針對電動汽車發展的經濟現實，設計了電動動力總成測試解決方案 - 簡便的系統配置，用于評估分析的精確數據，高效數據收集、存儲和傳輸策略，并可與IT系統以及公司產品開發過程高效集成。
更快地投入生產：HBK為電動汽車工程師提供靈活和可擴展的解決方案，用于動力總成系統設計和原型驗證。
展開 電動汽車一體化總成測試評價技術
電動汽車一體化總成測試評價技術
電動車動力總成架構
電動車動力總成架構
電動汽車動力總成噪聲分析與優化
動力總成是純電動汽車的動力來源,其振動與噪聲性能是影響汽車舒適性的關鍵因素。純電動汽車動力總成由電機及減速器組成。永磁同步電機因體積小、功率密度高等優點而廣泛應用于電動汽車。永磁同步電機電磁噪聲和減速器嘯叫噪聲是純電動汽車NVH(noise vibration and harshness)開發中的常見問題,優化上述2種噪聲是提高純電動汽車動力總成NVH性能的重要手段。
目前,國內外對減速器齒輪嘯叫噪聲和永磁同步電機電磁噪聲都有較多的研究。減速器嘯叫是由內部齒輪在嚙合傳動中所受的不平穩的激振力和嚙合過程的傳動誤差引起的一種中高頻噪聲,其優化多是通過對齒輪進行微觀修形,改善齒輪嚙合狀況。
永磁同步電機電磁噪聲的根源是電機內部氣隙中各諧波磁場產生的交變電磁力。電磁力有切向分量和徑向分量。徑向電磁力在引起電磁振動及噪聲方面起主要作用,它使定子鐵芯產生徑向振動,徑向振動產生的噪聲是電機電磁噪聲的主要成分。
永磁同步電機電磁噪聲的優化主要有2種途徑:① 改變電機機械結構;② 減少電樞電流的諧波含量。
本文以一臺某型號純電動汽車動力總成為研究對象,首先分析了動力總成減速器的階次噪聲;然后解析分析了動力總成驅動電機的徑向電磁力特性，并利用Maxwell軟件進行仿真,識別出電機可能產生的噪聲階次;最后提出了采用聲學包包裹降低動力總成噪聲的優化措施,并進行了試驗驗證。
1 動力總成噪聲來源分析
本文研究的動力總成如圖1所示。
展開 
電動車動力總成振動噪聲的試驗研究
因而，基于能夠反映人的主觀感受的心理聲學客觀評價參數
對電動車進行聲品質的研究就尤為必要。
筆者以某集中驅動式電動車動力總成為研究對象，對其進行振動噪聲整車試驗研究，得到了箱體表面的振動噪聲情況，確定了動力總成振動噪聲的主要激勵源。以幾個典型的聲理學客觀評價參數為評價指標，對電動車動力總成聲品質特性進行初探。
1 動力總成振動噪聲測試
試驗中振動噪聲信號測試系統如圖1所示。
圖1 振動噪聲信號測試系統
考慮到試驗現場整車運行的特點，為了較準確測量電動車動力總成的噪聲，最大限度削弱其他噪聲信號的影響，噪聲測量時采用近聲場測量方法，將麥克風置于與電機動力總成噪聲源較近的測點測量聲壓；然后，再通過LMS SCADAS
Ⅲ
316W接口箱將信號輸入PC機，由LMS Test Lab軟件完成信號記錄。
LMS Test Lab是一整套的振動噪聲試驗解決方案，是高速多通道數據采集與試驗、分析、電子報告工具的結合，包括數據采集、數字信號處理、結構試驗、旋轉機械分析、聲學和環境試驗。
1.1 試驗裝置與測量儀器
本試驗針對某集中驅動式純電動車動力總成進行振動噪聲測試。試驗在半消聲室內進行(圖2)。3個聲壓傳感器分別布置在電機端部、減速器處、差速器處3個位置，4個三向加速度傳感器貼在動力總成表面不同位置。試驗裝置及傳感器測點布置如圖3所示。
圖2 試驗現場
圖3 傳感器布置
1.2 試驗過程
本次試驗模擬了車輛的典型工況。
展開 一期一會 | 什么是電動汽車動力總成？
電動汽車（EV）是指依靠電力驅動的汽車，其動力通常由電池（BEV）或燃料電池（FCEV）提供。電動汽車動力總成是指電動汽車中將電能轉換為機械運動的系統。
電動汽車動力總成包括：
儲能系統——電池或燃料電池
電力電子設備——支持相關控制的逆變器/轉換器
電氣機械裝置——能量轉換系統（電機）
機械系統——傳動系統
值得注意的是，電動汽車傳動系統還包括傳動軸及其機械部件。此外，電動汽車動力總成在運行過程中不會產生尾氣排放，有助于提供更綠色環保的交通運輸方案。
一、什么是動力總成？
動力總成是車輛內部的一組組件，可產生并控制動力，驅動車輛。
純電動汽車（BEV）正在成為電動汽車的標準，因設計更簡潔、維護成本更低，2023年占全球電動汽車總量的70%，2022年占輕型商用電動車銷量的98%。
純電動汽車動力總成由幾部分構成：用于存儲電能的電池組、用于轉換電源以驅動電機的逆變器、將電能轉換為機械運動的電動機（也稱原動機），以及控制從電機到車輪的動力輸出的齒輪箱。
與需要發動機、燃油噴射系統和排氣系統的內燃機（ICE）相比，電動汽車動力總成是一種不同的架構，其不會產生尾氣排放和內燃機噪聲。此外，其活動部件更少，因此磨損更少，維護成本通常也更低，因為不再需要火花塞和機油更換等高維護項目。
二、電動汽車動力總成的重要組件
在全球努力實現更可持續的未來之際，電動汽車的優勢已是眾所周知。電池是電動汽車的關鍵組件，同時，還需要一系列電力電子組件和控制器來調配幕后的電流。
展開 奧迪e-tron純電動汽車的動力總成(下)
圖18 電機轉子位置傳感器安裝位置
六、檢查與維護
1.端面密封檢查
更換總成時要小心(總成在交貨時是干態的)，如果在到達30 000km這個保養周期前，泄漏儲液罐滿了或者溢出了，那會對電機內部造成損壞(與絕緣檢測器或者紅色的冷卻系統警告燈一起)。對于冷卻系統，務必注意排氣步驟。
2.牽引車輛注意
如果紅色的冷卻系統警報燈沒亮起，可以不超過50km/h的車速來牽引車輛，最大牽引距離不超過50km；在未加注冷卻液的情況下，只允許以不超過7km/h的車速來移動車輛，最大引動距離不得超過700m。
3.電機搭鐵環的檢查
如圖19所示，電機搭鐵環是轉子軸和殼體之間的接觸件，搭鐵環的電阻比軸承電阻小，轉子軸上產生的電壓由流經搭鐵環的電流來消除，如果沒有搭鐵環，這個電流就會流經軸承，長久這樣會損壞軸承。搭鐵環是壓入到電機殼體內的，薄片可自動進行調整，以便補償磨損。搭鐵環的左、右側都有織物片，用于防止臟污進入或碎屑排出。
圖19 電機搭鐵環的結構和位置
(全文完)
展開 基于SaberRD的純電動汽車動力總成的設計與仿真研究
單級變速器和雙級變速器傳動的電動汽車動力系統
在電動汽車中，傳動系統在傳動系和輪軸之間采用單級變速器（即：單齒輪傳動比）是相當常見，而極少采用雙級變速器。這項最新的研究表明，雙級變速器（雙齒輪傳動比）系統可以提高純電動汽車約4%范圍NEDC續駛里程。
單級變速器
雙級變速器
新一代日產聆風
設計參數來源：日產聆風汽車
基于SaberRD動力系統設計的核心：
純電動汽車動力系統
電機設計
用JMAC有限元求解器建立的高保真永磁同步電機模型包括空間諧波、磁通飽和和頻率相關的鐵損耗。
JMAC有限元求解器 PMSM模型
電機控制
電機由三相電壓源逆變器(VSI)提供電流，該逆變器采用FOC算法控制，實現每安培最大轉矩(MTPA)和弱磁控制，并采用正弦PWM調制方法。
FOC、MTPA、FW控制算法
電壓源逆變器(VSI)和三相PMSM電機
VSI和電機模型是使用dq模型，沒有涉及
切換，這可以實現最大的模擬速度。在模擬中，新歐洲駕駛循環(NEDC)不斷重復，直到電池耗盡。相當于7個小時的駕駛在大約25秒內模擬仿真完畢。這也就是為適當的分析選擇適當的設備模型抽象級別的優點。
NEDC行駛工況
動力電池包
直流電壓源(365V)通過使用SaberRD中的電池工具表征的鋰離子電池來實現。動力電池包-這個模型的精度決定了車速與行駛里程可以被設計驗證。SaberRD電池工具用來描述電池組。該工具可根據數據表中的曲線直觀地創建模型，內置的優化器可將模型特征與數據表曲線進行擬合對齊。
展開 奧迪e-tron純電動汽車的動力總成解析(上)
一、驅動電機結構
1.驅動電機的相關參數
如圖1所示，奧迪e-tron電動車平臺和傳統內燃機車平臺是有所不同的，兩臺異步電機分別位于前后軸，電池位于車身的中間，布局在車底位置。位于前軸的電機(圖2)最大功率是125kW，boost模式下能夠達到135kW。位于后軸的電機(圖3)最大功率140kW，在boost模式可以爆發165kW。多數時間下，e-tron都只靠后軸的電機驅動，需要時轉化為四驅模式。這兩臺電動機，最大功率合計為265kW，峰值扭矩561N·m，0-100km/h加速時間為6.6s，要是增壓boost模式下，0-100km/h加速時間可以達到5.7s。奧迪e-tron配備了95kW時的鋰離子電池，電池單次充電可以行駛400km。
圖1 奧迪e-tron異步電機的安裝位置
圖2 位于前軸的電機
圖3 位于后軸的電機
動力電機內部集成減速齒輪組，減小尺寸。同時電機上部集成電機驅動功率逆變器。進一步簡化高壓布線，使得純電總成更緊湊。電驅動橋既保證了高功率密度，又能夠很好地適應后軸空間嚴苛的要求。更高的功率密度需要更好的電機熱管理系統。奧迪e-tron引入了高效的前后軸電驅動橋電機電控水冷系統。前橋電驅動裝置采用的APA 250平行軸式異步電機相關參數見表1，后橋電驅動裝置采用的AKA 320同軸式異步電機相關參數見表2。
表1 APA 250平行軸式異步電機技術數據
表2 AKA 320同軸式異步電機技術數據
2.驅動電機的結構
奧迪e-tron車上使用的驅動電機是異步電機。每個電機的主要部件有：帶有3個呈120°布置銅繞組(U，V，W)的定子，轉子(鋁制籠型轉子)。轉子把轉動傳入齒輪箱。
展開 新能源汽車講解丨電動車動力總成架構
新能源汽車講解丨電動車動力總成架構
基于整車工況的電動汽車動力總成系統效率優化設計方法
在基于NEDC 工況平均效率基本不變的情況下，電機成本下降約20%左右，為以后實際工作中的動力總成成本的優化設計提供了設計方法。
圖8 方案三電機效率MAP 圖分布
針對整車工況和參數要求，根據汽車理論知識，利用MATLAB程序，編制了一個流程化的小軟件（圖9），能夠快速計算整車工況的能耗分布和平均效率，指導我們進行動力總成的優化設計。
圖9 軟件運行界面
結論
本文基于整車參數要求和整車工況要求，結合汽車理論知識，提出了一種電動汽車動力總成匹配整車NEDC 工況效率最優的正向設計方法。通過匹配設計使得NEDC 工況下動力總成的平均效率提高了3%，通過對減速器速比的合理優化增大，使得動力總成的成本下降20%，且無需提高減速器、電機及電控等零部件的最高效率。
最后，基于這種方法編制設計軟件，該軟件可以針對不同整車及工況，快速獲得動力系統效率最優的組件參數。
展開 
切向電磁力對電動車動力總成振動噪聲的影響分析
摘要:為了研究電動車的高頻電磁噪聲問題，以電動車動力總成為研究對象，綜合考慮電機電磁徑向電磁力波和切向電磁力波，建立了動力總成有限元分析模型，采用一種弱磁－固耦合的方法對動力總成的電磁振動噪聲特性進行分析，研究切向電磁力對系統振動噪聲特性的影響。在半消聲室中，對動力總成進行振動加速度及輻射噪聲測試，以驗證仿真分析方法的準確性。研究結果表明，電機與減速器集成后，切向電磁力對電機振動噪聲影響不大，但對減速器產生了不可忽略的影響，在2000Hz和2400Hz處，切向電磁力在減速器表面產生了明顯的振動，并且對減速器表面2000Hz～2400Hz范圍內的聲場貢獻較大。研究結果對電機的電磁參數和結構進行改進和優化設計，為降低電機的電磁振動提供理論依據和試驗支持。
0 引言
隨著世界各國大力推廣新能源汽車，國內外學者也開始研究電動車用永磁同步電機的振動噪聲特性振動特性，研究發現噪音和振動的根源是徑向力引起的電磁振動。此外，在進行電磁仿真分析時，通常施加理想的三相正弦電流，沒有考慮外電路電阻、電感等元件的影響; 隨著研究的深入，有學者發現:針對電機－
減速器集成驅動系統而言，由于電機與減速器存在耦合作用，因此有必要考慮電磁切向力波。
B．Prasanth 針對車用發電機嘯叫進行研究，發現電機嘯叫不僅與其自身有關，還與與其連接的機械構件有關。
通過改變連接方式、增加質量塊等方式提高了電機的噪聲品質。
P．Pellerey 等人分析了電磁切向力對電動車動力總成動態響應的影響，提出切向電磁力不會對電磁噪聲有較大貢獻，但是會對減速器動態特性產生影響。
本文以集中驅動式電動車動力總成為研究對象，考慮外電路的影響，建立場路耦合電磁仿真分析模型，得到徑向和切向電磁力。分析切向電磁力對系統振動噪聲特性的影響。
展開 純電動汽車動力總成懸置支架主動端拓撲優化分析
純電動汽車動力總成懸置支架主動端拓撲優化.pptx
對某純電動汽車動力總成懸置主動端進行拓撲優化，找出材料最優分布空間，為輕量化提供參考。
通過不同的優化控制條件進行不同程度的拓撲計算。
目標函數：最小應變能指數
約束條件：最小頻率500Hz、最大體積分數0.3
優化控制條件：最小尺寸（20mm，15mm，25mm）、最大尺寸（40mm，30mm，50mm）、最大應力（150Mpa）
拔模約束：Draw
捕獲.jpg
通過四個優化方案對比得出：方案四相對于方案一、方案二和方案三，質量減少，且應力明顯下降，較為推薦。 當前優化結果主要針對載荷傳遞路徑，實際結構應參考工程經驗及制造方案進行細節優化與設計。對于實際設計，可參考此種結構的拓撲構型，底部貫穿孔適當擴大，上部做出適當填補調整。
展開 基于Adams的電動汽車動力總成懸置系統分析與優化設計
作者：張 珂
單位：陜西汽車控股集團有限公司
研究方向：車輛動力懸置設計
來源：汽車實用技術雜志社
引言
電動載貨汽車屬于新能源汽車，作為重要的物流運輸車輛，其在應對城市環境污染、能源危機方面有著巨大的優勢，由于物流行業的快速發展，城市和城郊對電動輕卡的需求量日益增長。加之國家對新能源汽車的的優惠政策及運營成本低等特點使電動汽車越來越被人們接受，人們對電動汽車的舒適性也提出更高的要求。
電動載貨汽車的NVH性能主要取決于動力總成的振動、路面的激勵、駕駛室的激勵等，本篇文章主要從動力總成振動控制方面入手，利用Adams軟件優化動力總成懸置剛體模態，分析影響車輛行駛品質的相關因素，從振動的產生的根源上優化懸置設計。
1 電動載貨汽車優化的基本目標
由于電動載貨汽車不使用傳統的燃油發動機，所以電動載貨車的動力總成振動情況不同于傳統的燃油車輛，理論上應該把電機所有工作轉速范圍內產生的振動通過懸置系統加以阻隔，從而降低傳遞給汽車底盤和車身的振動，改善整車NVH性能。
展開 基于整車工況的電動汽車動力總成系統效率優化設計方法
在基于NEDC 工況平均效率基本不變的情況下，電機成本下降約20%左右，為以后實際工作中的動力總成成本的優化設計提供了設計方法。
圖8 方案三電機效率MAP 圖分布
針對整車工況和參數要求，根據汽車理論知識，利用MATLAB程序，編制了一個流程化的小軟件（圖9），能夠快速計算整車工況的能耗分布和平均效率，指導我們進行動力總成的優化設計。
圖9 軟件運行界面
結論
本文基于整車參數要求和整車工況要求，結合汽車理論知識，提出了一種電動汽車動力總成匹配整車NEDC 工況效率最優的正向設計方法。通過匹配設計使得NEDC 工況下動力總成的平均效率提高了3%，通過對減速器速比的合理優化增大，使得動力總成的成本下降20%，且無需提高減速器、電機及電控等零部件的最高效率。
最后，基于這種方法編制設計軟件，該軟件可以針對不同整車及工況，快速獲得動力系統效率最優的組件參數。
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