電驅動系統NVH
關注創建者：匿名 創建時間：2021-09-01
電驅動系統NVH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的實例教程
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。
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。基于AVL 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 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,利于布置;質量輕,行駛能耗低;三相直連,可靠又經濟;重心下降,利于整車操控;高速傳動,帶來較高的扭矩容量和總成效率的提升[3]。相比于傳統驅動電機,三合一電驅動系統帶來了其他的振動噪聲問題,主要是電磁噪聲和機械噪聲。電磁噪聲主要由徑向電磁力產生,目前已對電磁噪聲的產生機理進行了深入研究。文獻[4]指出電磁振動是定子與轉子間徑向力、切向力的脈動引起的；文獻[5]研究了轉子不同斜極方式對電機電磁力的影響,發現轉子斜極可以有效降低徑向力波,機械噪聲主要由減速器齒輪嚙合和控制器結構振動所產生。
本文對某新型三合一電驅動系統進行振動噪聲測試,發現控制器蓋板發生共振,輻射出強烈的噪聲;提出從“源”與“接受者”(電機激勵與控制器蓋板)進行優化,通過對轉子開槽減小徑向電磁力波,通過對蓋板進行加筋與加厚處理,增加蓋板的剛度。試驗結果表明,優化后的驅動系統噪聲水平顯著降低。
1 驅動系統振動噪聲產生機理
1.1 驅動電機徑向電磁力分析
電機中,主磁通沿徑向進入氣隙,并在轉子和定子上產生徑向力,從而引起電磁振動和噪聲。作用于定子鐵芯內表面單位面積上的徑向電磁力[6]可以表示為:
(1)
其中:b(θ,t)為氣隙磁密;μ0=4π×10-7H/m;θ為空間角度;t為時間。
展開 【免責聲明】AVL 周龍，版權歸原作者所有，僅用于技術分享與交流，非商業用途！對文中觀點判斷均保持中立，若您認為文中來源標注與事實不符，若有涉及版權等請告知，將及時修訂刪除，謝謝大家的關注！
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電驅動系統NVH的最新內容
借助這項新功能，工程師將能夠:
研究電磁載荷和軸承載荷對電驅動系統 NVH 行為的綜合影響
對軸向電機進行深入研究
更好地對齊不同的網格并映射結構上的載荷
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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]
其中包括：電磁方案以及動力性能設計、傳動方案設計、電驅動系統散熱設計及熱管理策略開發、電驅動系統的 NVH 設計及優化等。待各部件性能開發完畢，工程師利用多學科系統仿真平臺將表征電驅動系統各項性能的模型進行集成，同時完成整車層面的設計指標驗證。
結合電驅動系統 NVH 特性研究成果可知，驅動電機振動噪聲來源多為徑向電磁力，研究人員經常忽略電磁切向力所造成的影響。
結合電驅動系統 NVH 特性研究成果可知，驅動電機振動噪聲來源多為徑向電磁力，研究人員經常忽略電磁切向力所造成的影響。即在使用一體化電驅動系統動力學建模分析 NVH 特性展開研究時，研究人員需提高對電驅動系統整體耦合建模的關注度，以提高分析結果權威性與科學性。
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
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。
面向電驅動總成和變速箱耐久性測試的振動和聲學測量與分析系統
車輛電氣化趨勢給整個汽車工業帶來了新的技術挑戰。電驅動總成主要優勢在于其高功率密度(KW/Kg)。電驅動總成的設計和制造質量，包括齒輪箱和軸承等，必須與時俱進地滿足全新的機械可靠性要求。Discom的耐久測試技術，致力于幫助客戶更深入地獲取產品故障特征信息。
響應研發實驗室需求
在電驅動總成或變速箱的開發過程中
電驅動系統NVH
2.6.3. 高壓線纜EMI/EMC
2.6.4. 電池熱失控/熱濫用
2.6.5. 電池電熱耦合設計與優化
2.6.6. 電池BMS系統
2.6.7. 電驅動系統集成
2.7. 電子電氣
2.7.1. PCB板級可靠性
2.7.2. 電子設備散熱/冷卻
2.7.3. 電氣部件振動
2.7.4. 部件級EMI/EMC
2.7.5.
