電驅(qū)動橋NVH的案例
細高齒設(shè)計在電驅(qū)動橋NVH 優(yōu)化中的應(yīng)用
6 結(jié)論
1）電驅(qū)動橋的NVH 性能與齒輪的重合度有密切關(guān)系，齒輪設(shè)計中合理地提升重合度有利于獲得好的NVH 性能。
2）加大螺旋角雖然能提高重合度，但會帶來額外的軸向力，對軸承、軸和殼體等其他零部件的強度剛度造成不良的影響；而采用細高齒設(shè)計可以避免這些不良影響同時提高齒輪的重合度。
3）對比電驅(qū)動橋產(chǎn)品A 兩級齒輪和電驅(qū)動橋產(chǎn)品B 的NVH 表現(xiàn)，可見細高齒設(shè)計可以有效提高電驅(qū)動橋的NVH性能。同時也證明了小螺旋角設(shè)計可以獲得好的NVH 表現(xiàn)。
4）細高齒設(shè)計會對齒輪齒根彎曲強度造成一定的削弱，但通過設(shè)計校核和試驗驗證的方法，可以避免齒輪強度不足造成的失效。
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【免責聲明】本文摘自《汽車實用技術(shù)》，版權(quán)歸原作者所有，僅用于技術(shù)分享與交流，非商業(yè)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(quán)等請告知，將及時修訂刪除，謝謝大家的關(guān)注！
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3）對比電驅(qū)動橋產(chǎn)品A 兩級齒輪和電驅(qū)動橋產(chǎn)品B 的NVH 表現(xiàn)，可見細高齒設(shè)計可以有效提高電驅(qū)動橋的NVH性能。同時也證明了小螺旋角設(shè)計可以獲得好的NVH 表現(xiàn)。
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細高齒應(yīng)用
NVH（noise噪聲，vibration振動，harshness聲振粗糙度）為汽車性能的 關(guān)鍵指標之一。
電動汽車與燃油汽車相比，動力源電機的噪聲比發(fā)動機有所降低，驅(qū)動橋的 噪聲會更為突出，因此提高驅(qū)動橋的NVH性能對電動汽車的品質(zhì)具有重要意義。
通過對驅(qū)動橋和變速箱NVH的研究表明，齒輪的傳遞誤差波動是傳動系統(tǒng)噪 聲的主要激勵，可以說齒輪噪聲是驅(qū)動橋NVH問題的源頭之一，因此圓柱齒輪 的設(shè)計對電驅(qū)動橋的品質(zhì)至關(guān)重要。
采用具有高重合度的細高齒設(shè)計成為提升電驅(qū)動橋NVH性能的有效手段之一。
傳動原理
齒輪傳動是依靠各對齒輪的依次嚙合來實現(xiàn)的，實際嚙合線長度與基圓齒距 的比值稱為重合度。
為了使齒輪能夠連續(xù)傳動，應(yīng)該保證前一對齒輪脫離嚙合前，后一對齒輪已 經(jīng)進入嚙合，即重合度必須大于1。作為衡量齒輪連續(xù)傳動的條件，重合度越大 ，表明齒輪傳動的連續(xù)性和平穩(wěn)性越好。
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NVH（noise噪聲，vibration振動，harshness聲振粗糙度）為汽車性能的 關(guān)鍵指標之一。
電動汽車與燃油汽車相比，動力源電機的噪聲比發(fā)動機有所降低，驅(qū)動橋的 噪聲會更為突出，因此提高驅(qū)動橋的NVH性能對電動汽車的品質(zhì)具有重要意義。
通過對驅(qū)動橋和變速箱NVH的研究表明，齒輪的傳遞誤差波動是傳動系統(tǒng)噪 聲的主要激勵，可以說齒輪噪聲是驅(qū)動橋NVH問題的源頭之一，因此圓柱齒輪 的設(shè)計對電驅(qū)動橋的品質(zhì)至關(guān)重要。
采用具有高重合度的細高齒設(shè)計成為提升電驅(qū)動橋NVH性能的有效手段之一。
傳動原理
齒輪傳動是依靠各對齒輪的依次嚙合來實現(xiàn)的，實際嚙合線長度與基圓齒距 的比值稱為重合度。
為了使齒輪能夠連續(xù)傳動，應(yīng)該保證前一對齒輪脫離嚙合前，后一對齒輪已 經(jīng)進入嚙合，即重合度必須大于1。作為衡量齒輪連續(xù)傳動的條件，重合度越大 ，表明齒輪傳動的連續(xù)性和平穩(wěn)性越好。
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NVH（noise噪聲，vibration振動，harshness聲振粗糙度）為汽車性能的 關(guān)鍵指標之一。
電動汽車與燃油汽車相比，動力源電機的噪聲比發(fā)動機有所降低，驅(qū)動橋的 噪聲會更為突出，因此提高驅(qū)動橋的NVH性能對電動汽車的品質(zhì)具有重要意義。
通過對驅(qū)動橋和變速箱NVH的研究表明，齒輪的傳遞誤差波動是傳動系統(tǒng)噪 聲的主要激勵，可以說齒輪噪聲是驅(qū)動橋NVH問題的源頭之一，因此圓柱齒輪 的設(shè)計對電驅(qū)動橋的品質(zhì)至關(guān)重要。
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傳動原理
齒輪傳動是依靠各對齒輪的依次嚙合來實現(xiàn)的，實際嚙合線長度與基圓齒距 的比值稱為重合度。
為了使齒輪能夠連續(xù)傳動，應(yīng)該保證前一對齒輪脫離嚙合前，后一對齒輪已 經(jīng)進入嚙合，即重合度必須大于1。作為衡量齒輪連續(xù)傳動的條件，重合度越大 ，表明齒輪傳動的連續(xù)性和平穩(wěn)性越好。
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電驅(qū)動橋NVH解決思路
40頁丨電驅(qū)動橋NVH仿真分析-AVL仿真
僅用于技術(shù)交流，請勿用于商業(yè)活動，如有特殊需要，請與文章作者聯(lián)系。
基于AVL仿真平臺的電驅(qū)動橋NVH仿真分析
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解析 | 永磁電機及電驅(qū)動的NVH研發(fā)過程
前言：電動牽引傳動裝置比客車中傳統(tǒng)使用的內(nèi)燃機更安靜，然而，由電動機和電力電子裝置組成的電動驅(qū)動裝置也必須針對NVH行為進行優(yōu)化。麥格納動力總成為相關(guān)工藝步驟的高壓驅(qū)動和齒輪傳動引入了一種方法。
1：聲學上的挑戰(zhàn)（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(nèi)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(chǎn)品質(zhì)量密切相關(guān)。
接下來就是對整個研究內(nèi)容的一個綜述。
電驅(qū)動器的典型聲學激勵機構(gòu)是功率電子器件的電氣開關(guān)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(tǒng)的具有內(nèi)燃機（VKM）的驅(qū)動器中已知的那樣。
為了獲得高度的聲學舒適度，通過發(fā)動機支架和車輛結(jié)構(gòu)的激勵和傳輸應(yīng)該盡可能低。驅(qū)動器的內(nèi)部機械結(jié)構(gòu)要求是在軸承點處處于低振動水平，以使聲學傳遞結(jié)構(gòu)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(yīng)該是盡可能降低聲音輻射。
Magna的動力總成部門研發(fā)了一款高壓電驅(qū)，這篇文章將重點講講在研發(fā)過程中的NVH優(yōu)化改善問題，其中重點內(nèi)容是齒輪嚙合激勵和驅(qū)動結(jié)構(gòu)的振動。
在設(shè)計階段，就已經(jīng)必須分析和改進結(jié)構(gòu)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(zhì)量堆積的目的。盡管電磁電路的設(shè)計側(cè)重于關(guān)注性能和效率，但也應(yīng)該考慮到設(shè)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(chǎn)生可變的耦合剛度。這些數(shù)據(jù)被認為是NVH模擬中作為第二種激勵機制。
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電驅(qū)動總成NVH問題及仿真方法
電驅(qū)動系統(tǒng)NVH
圖4 電驅(qū)動NVH性能開發(fā)V形流程圖
在以上流程中，一般根據(jù)現(xiàn)有及競品車型的NVH性能指標，確定下一代車型的總體NVH指標，并逐步拆分傳遞到電驅(qū)動系統(tǒng)中。而后對競品及現(xiàn)有產(chǎn)品，進行整車與臺架測試，積累并了解實際性能。如有可能，對競品進行測繪與逆向仿真分析，試圖了解更細節(jié)的設(shè)計理念、性能指標、NVH方面的優(yōu)缺點等。
而后定義新產(chǎn)品的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計、電機電磁設(shè)計、減速機結(jié)構(gòu)與NVH設(shè)計、控制器結(jié)構(gòu)設(shè)計等方案與性能，并逐步進行試驗對標與驗證與及時的預判、發(fā)現(xiàn)、改良、優(yōu)化NVH問題。直至滿足整車NVH要求或合理成本下的最佳值。
這期間可能會用到D-FEMA、P-FEMA、A3、8D等方法與工具，從而幫助定位問題，改善產(chǎn)品性能與質(zhì)量。
遇到NVH問題時，由于結(jié)構(gòu)的復雜性及不同部件間的耦合關(guān)系，一般無法簡單直接的定位問題所在。也可嘗試黑白盒測試法，進行篩選和定位。如下圖。
圖5 噪音分析黑白盒方法
電驅(qū)動的NVH問題的預判、重現(xiàn)與改善，主要可從噪音源、傳播路徑、接受者等三部分進行。
一般重點對噪音源進行優(yōu)化。其主要受到電機定子電磁脈動諧波以及齒輪嚙合傳遞誤差振動等，傳遞給對殼體產(chǎn)生輻射噪音。其問題來源如下圖所示。
圖6 振動激勵與噪音關(guān)系
傳播路徑優(yōu)化，一般從車架和懸置的剛度與阻尼的動力特性設(shè)計及匹配方面實現(xiàn)。由于電驅(qū)動系統(tǒng)高頻振動分量，高于常規(guī)燃油車，其對懸置1000Hz及以上的動態(tài)特性的仿真與實驗需求更高，且大部分同類實驗設(shè)備，無法準確測量如此高頻的性能，可能會對進一步NVH性能優(yōu)化，產(chǎn)生門檻。
如無法明顯改善懸置與車架，也可通過對電驅(qū)動表面，包裹聲學包進行優(yōu)化。但帶來較高的空間、重量與成本等代價，且有時降噪效果有限。
對接受者端的NVH優(yōu)化，一般為整車聲學設(shè)計以及主動消音等。
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電驅(qū)動橋關(guān)鍵技術(shù)綜述
1 前言
電驅(qū)動橋是針對電動汽車設(shè)計的一種機電一體化驅(qū)動系統(tǒng)，具有集成化程度高、體積小、能耗低等優(yōu)點。作為電動汽車的核心部件，其性能直接影響電動汽車的動力性和經(jīng)濟性。
電驅(qū)動橋可分為集中式電驅(qū)動橋和分布式電驅(qū)動橋。集中式電驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)復雜，但具有成本低、對傳動系統(tǒng)設(shè)計影響較小以及開發(fā)難度低的優(yōu)點。分布式電驅(qū)動橋具有結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量輕以及效率高的優(yōu)點，但差速控制困難、非簧載質(zhì)量大。
電驅(qū)動橋主要由電機、逆變器、變速器組成。由于在轉(zhuǎn)矩密度、功率密度以及效率等方面具有顯著優(yōu)勢，永磁同步電機已逐漸成為車用電機的主流。為進一步減小電驅(qū)動橋的體積和質(zhì)量，新一代電驅(qū)動橋大多將電力電子元件集成到逆變器上。單擋變速器和多擋變速器各有優(yōu)缺點，但隨著電驅(qū)動橋技術(shù)的發(fā)展，多擋電驅(qū)動橋逐漸成為了研究的熱點。
本文將對電驅(qū)動橋關(guān)鍵技術(shù)進行綜述，并在此基礎(chǔ)上總結(jié)得出電驅(qū)動橋的發(fā)展方向。
2 電驅(qū)動橋關(guān)鍵技術(shù)
電驅(qū)動橋性能主要受到3 個方面的影響：第一，電驅(qū)動橋動力傳遞路徑及分配方式隨著構(gòu)型的不同而改變，從而影響電驅(qū)動橋的輸出；第二，電驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)會影響其自身的質(zhì)量、體積，進而影響其性能；第三，電驅(qū)動橋控制策略影響其各部件的協(xié)同工作。
2.1 多擋化構(gòu)型
目前，電驅(qū)動橋通常配備單速變速器，以最大限度降低成本、體積，減輕質(zhì)量并提高其適配性。
相比于單擋變速器無法兼顧車輛起步時的轉(zhuǎn)矩和速度，多擋變速器可以通過低擋位提供大扭矩，高擋位提高車輛的速度達到起步扭矩與車速的兼容，并能夠降低電機的體積、質(zhì)量和轉(zhuǎn)速。在電池技術(shù)短時間內(nèi)難以取得重大突破的情況下，通過提高效率增加電動汽車的續(xù)航里程就顯得尤為重要。在日常駕駛條件下，采用單擋變速器的電機實際效率與最高效率仍然存在一定差距。
展開 電驅(qū)動總成NVH開發(fā)重點
、早識別電驅(qū)動總成NVH問題；
- 良好的車內(nèi)電驅(qū)動總成NVH水平，需要包含本體、結(jié)構(gòu)、空氣傳遞路徑的綜合NVH控制技術(shù)；
- 主動聲學設(shè)計技術(shù)是電驅(qū)動總成NVH控制的可能性選擇。
電驅(qū)動總成NVH問題及仿真方法
電驅(qū)動總成NVH問題及仿真方法
電驅(qū)動橋測試試驗方法
一、傳統(tǒng)橋標準試驗方法
傳統(tǒng)驅(qū)動橋
傳統(tǒng)驅(qū)動橋采用QC/T 533-1999《汽車驅(qū)動橋臺架試驗方法》進行測試，采用QC/T 534-1999《汽車驅(qū)動橋臺架試驗評價指標》進行評價。
1) 總成靜扭試驗
2) 總成齒輪疲勞試驗
3) 總成噪聲試驗
4) 橋殼垂直彎曲疲勞試驗
5) 橋殼垂直彎曲剛性試驗
6) 橋殼垂直彎曲靜強度試驗
二、電動驅(qū)動橋普遍試驗方法介紹
近些年來，能源的短缺和人們對生活質(zhì)量的更高要求使得新能源汽車得以快速發(fā)展。電動驅(qū)動橋的產(chǎn)生與發(fā)展，則為電驅(qū)動車的發(fā)展做出了突出貢獻。
電驅(qū)動橋具有如下優(yōu)勢：
1) 污染低
2) 噪音小
3) 效率高
電驅(qū)動橋
目前電驅(qū)動橋采用電機+驅(qū)動橋所形成的整體式驅(qū)動橋型式，絕大多數(shù)試驗項目仍舊可以采用QC/T 533-1999《汽車驅(qū)動橋臺架試驗方法》和QC/T 534-1999《汽車驅(qū)動橋臺架試驗評價指標》進行試驗和評價。
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