電驅動系統NVH的案例
電驅動系統NVH
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。
電驅動系統NVH系列：電機徑向力相位對振動噪聲的影響
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 【技術帖】基于AVL仿真分析平臺的電驅動總成NVH分析
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 【NVH專欄】三合一電驅動系統振動噪聲分析研究
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 
26頁PPT丨電驅動系統NVH的仿真與優化（文末附下載）
【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！
26頁PPT丨電驅動系統NVH的仿真與優化（文末附下載）
公眾號內回復“電驅動”獲取文章電子版
-----------------------------------------------------------------
【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！
云論壇 | 新能源動力總成NVH&電驅系統，點擊立刻報名
云論壇主題
新能源動力總成NVH&電驅系統
舉辦時間
2022年11月2日(周三) 下午13:00-17:40
演講日程
13:00-14:00
李博士-知名電驅企業 NVH高級工程師
新能源汽車電驅最新發展趨勢及其對NVH的挑戰應對
14:00-15:00
李勇-HBK 亞太區EPT銷售拓展經理
金鵬-HBK 大中國區應用服務經理
電驅動系統電功率與振動噪聲測量
15:00-15:40
靳文冰-賓理汽車 NVH專家
電驅動系統非典型NVH現象探討
15:40-16:40
趙騫-北京汽車 NVH部門
新能源車輛動力系統典型NVH問題及對策
16:40-17:40
呂兆平-上汽通用五菱 教授級高級工程師
純電動汽車懸置系統開發與案例分享
費用：免費
備注
本次論壇將通過網絡直播的方式進行，請自備具備上網條件的電腦或手機。
報名方式：點擊這里，即刻報名
* 注冊報名后，您可以點擊「HBM測試與測量」微信公眾號菜單欄【會員中心】-【注冊/登陸】，進入個人中心，找到您報名的所有課程。
官網：
<HBM應變片：應力測試測量首選>
<HBM稱重傳感器：稱重精度，久經驗證>
<HBM力傳感器： 應變和壓電兩種測量技術>
<HBM扭矩傳感器和轉矩傳感器>
<電功率測試 - 從部件到車輛能源管理>
<數據采集系統與設備>
您還可以通過如下方式聯系我們，了解更多產品與應用詳情：
郵箱：hbmchina@hbm.com.cn
官網：https://www.hbm.com/cn/
電話：400-900-3165（周一至周五9:00-18:00）
展開 云論壇 | 新能源動力總成NVH&電驅系統，點擊立刻報名
云論壇主題
新能源動力總成NVH&電驅系統
舉辦時間
2022年11月2日(周三) 下午13:00-17:40
演講日程
13:00-14:00
李博士-知名電驅企業 NVH高級工程師
新能源汽車電驅最新發展趨勢及其對NVH的挑戰應對
14:00-15:00
李勇-HBK 亞太區EPT銷售拓展經理
金鵬-HBK 大中國區應用服務經理
電驅動系統電功率與振動噪聲測量
15:00-15:40
靳文賓-賓理汽車 NVH專家
電驅動系統非典型NVH現象探討
15:40-16:40
趙騫-北京汽車 NVH部門
新能源車輛動力系統典型NVH問題及對策
16:40-17:40
呂兆平-上汽通用五菱 教授級高級工程師
純電動汽車懸置系統開發與案例分享
費用：免費
備注
本次論壇將通過網絡直播的方式進行，請自備具備上網條件的電腦或手機。
如有任何問題，請聯系HBK (Hottinger Brüel & Kj?r) 中國市場部
? 電郵：doris.yang@hbkworld.com
? 電話：021-61133674
? 手機：13918703145
您還可以通過如下方式聯系我們，了解更多產品與應用詳情：
郵箱：cn.info@bksv.com
網址：www.bksv.cn
電話：400-900-3165（周一至周五9:00-18:00）
點擊這里，咨詢B&K產品信息：https://www.bksv.com/zh/request-a-quote
展開 800V電驅動系統詳細解析 800V電驅動系統設計技術詳解
SiC 技術應用帶來的是系統成本優勢，因為它們可以節省更多的電池。
Vitesco Technologies 正在開發一種模塊化逆變器概念，用于從 400 V 到 800 V 的過渡。該開發的技術平臺是基于高度集成的電驅動系統EMR4（ 第 4 代）。EMR4 電驅動橋是 EMR3 的進一步發展，目前已在中國進行大規模批量生產。EMR3 已集成到歐洲和亞洲 OEM 的多款車輛中。
EMR4 的電力電子控制器（逆變 ）基于第四代電力電子控制器平臺(EPF4.0)。Vitesco Technologies 可以利用其在逆變器技術開發方面的廣泛和長期經驗來實現具有低雜散電感和優化 dv/dt 的技術。
展開 電驅動系統減速器剛柔耦合動力學建模及振動噪聲優化
一體化電驅動系統動力學建模方法：現階段與此方面有關的研究內容較少，在之前，有關人員的關注內容主要包括兩方面內容，分別是齒輪傳動系統噪聲與驅動電機振動噪聲。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。
1.2 電驅動系統振動噪聲優化
現階段與電驅動系統振動噪聲優化的研究內容主要包括兩方面，分別是電機本體振動噪聲優化與減速器本體振動噪聲優化，具體內容如下：
1. 電驅動系統減速器振動噪聲優化方法：現階段導致電驅動系統減速器或變速器產生較為嚴重的噪聲問題的主要原因有兩種，分別為齒輪嘯叫噪聲與非承載齒輪副出現的齒輪敲擊噪聲。即研究人員應以上述兩方面為切入點展開詳細研究，目前技術人員常用優化方法有三種，分別是 NVH 激勵源、優化傳遞路徑以
及優化殼體響應。
2. 電驅動系統驅動電機振動噪聲優化方法：現階段，驅動電機振動噪聲主要包括三類，分別是電磁噪聲、機械噪聲以及空氣動力噪聲。由于不同噪聲出現原因不同，因此所使用優化方法也存在一定差異。即在實際工作中，技術人員需結合實際情況制定具體優化方案。
2 電驅動系統剛柔耦合動力學建模
2.1 電機及箱體柔性有限元建模
該部分建模工作在整體建模中占有重要地位，所構建有限元模型可以影響計算振動噪聲計算速度與計算結果準確性。通常情況下，在針對此部分內容進行建模時，需要將其劃分為電機殼體、定子、轉子、電磁力施加方式四部分，然后根據具體結構選擇具體建模方式，下面以電驅動系統箱體與電機定子為研究對象，闡述有限元建模方式 [2]。
展開 電驅動系統減速器剛柔耦合動力學建模及振動噪聲優化
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。
1.2 電驅動系統振動噪聲優化
現階段與電驅動系統振動噪聲優化的研究內容主要包括兩方面，分別是電機本體振動噪聲優化與減速器本體振動噪聲優化，具體內容如下：
1. 電驅動系統減速器振動噪聲優化方法：現階段導致電驅動系統減速器或變速器產生較為嚴重的噪聲問題的主要原因有兩種，分別為齒輪嘯叫噪聲與非承載齒輪副出現的齒輪敲擊噪聲。即研究人員應以上述兩方面為切入點展開詳細研究，目前技術人員常用優化方法有三種，分別是 NVH 激勵源、優化傳遞路徑以
及優化殼體響應。
2. 電驅動系統驅動電機振動噪聲優化方法：現階段，驅動電機振動噪聲主要包括三類，分別是電磁噪聲、機械噪聲以及空氣動力噪聲。由于不同噪聲出現原因不同，因此所使用優化方法也存在一定差異。
展開 
電驅動總成NVH開發重點
、早識別電驅動總成NVH問題；
- 良好的車內電驅動總成NVH水平，需要包含本體、結構、空氣傳遞路徑的綜合NVH控制技術；
- 主動聲學設計技術是電驅動總成NVH控制的可能性選擇。
電驅動橋NVH解決思路
電驅動橋NVH解決思路
解析 | 永磁電機及電驅動的NVH研發過程
前言：電動牽引傳動裝置比客車中傳統使用的內燃機更安靜，然而，由電動機和電力電子裝置組成的電動驅動裝置也必須針對NVH行為進行優化。麥格納動力總成為相關工藝步驟的高壓驅動和齒輪傳動引入了一種方法。
1：聲學上的挑戰（AKUSTISCHE HERAUSFORDERUNGEN）
這部分在德國的小論文中基本稱為引言（Einleitung）。作者提出汽車電動化是一個越來越明顯的趨勢。但是由于內燃機的取消和電動機的引入的電動化帶來的新的振動和噪聲問題必須好好重視起來，因為這和顧客體驗和產品質量密切相關。
接下來就是對整個研究內容的一個綜述。
電驅動器的典型聲學激勵機構是功率電子器件的電氣開關操作，電動機的不均勻性和變速器中的齒輪中的滾動噪聲，這部分如從傳統的具有內燃機（VKM）的驅動器中已知的那樣。
為了獲得高度的聲學舒適度，通過發動機支架和車輛結構的激勵和傳輸應該盡可能低。驅動器的內部機械結構要求是在軸承點處處于低振動水平，以使聲學傳遞結構路徑中的噪聲水平降低，要求還有就是要讓表面振動很小，以減少通過空氣中聲音路徑的傳輸。采用絕緣材料等次要措施可能會減少聲音的傳播，但其目的應該是盡可能降低聲音輻射。
Magna的動力總成部門研發了一款高壓電驅，這篇文章將重點講講在研發過程中的NVH優化改善問題，其中重點內容是齒輪嚙合激勵和驅動結構的振動。
在設計階段，就已經必須分析和改進結構的振動特性，例如，通過以上分析可以合理安排使用箱體加筋以及達到避免懸臂質量堆積的目的。盡管電磁電路的設計側重于關注性能和效率，但也應該考慮到設備的噪聲性能。計算過的非均勻磁場力將被用作NVH模擬的輸入量。
由于齒輪的滾動是周期性不均勻的過程，所以在齒輪之間產生可變的耦合剛度。這些數據被認為是NVH模擬中作為第二種激勵機制。
展開 電驅動總成NVH問題及仿真方法
電驅動總成NVH問題及仿真方法
