電動汽車電機(jī)NVH的案例
電動汽車電機(jī)NVH技術(shù)！
電動汽車電機(jī)NVH技術(shù)！
純電動汽車電機(jī)NVH控制
純電動汽車電機(jī)NVH控制
純電動汽車驅(qū)動電機(jī)NVH開發(fā)
【免責(zé)聲明】文章為作者個人觀點(diǎn)，不代表EDC電驅(qū)未來立場。如因作品內(nèi)容、版權(quán)等存在問題，請于本文布30日內(nèi)聯(lián)系EDC電驅(qū)未來進(jìn)行刪除或洽談版權(quán)使用事宜。
純電動汽車驅(qū)動電機(jī)NVH開發(fā)探討！
純電動汽車驅(qū)動電機(jī)NVH開發(fā)探討！
電機(jī)NVH測試優(yōu)化：鑄鐵平臺在噪聲振動測試中的基礎(chǔ)作用
在新能源汽車、工業(yè)電機(jī)、家電電機(jī)等領(lǐng)域，NVH（噪聲、振動與聲振粗糙度）功能是評估電機(jī)品質(zhì)的核心指標(biāo)，直接影響產(chǎn)品舒適性、可靠性與市場競爭力。電
電機(jī)NVH測試優(yōu)化：鑄鐵平臺在噪聲振動測試中的基礎(chǔ)作用
在新能源汽車、工業(yè)電機(jī)、家電電機(jī)等領(lǐng)域，NVH（噪聲、振動與聲振粗糙度）功能是評估電機(jī)品質(zhì)的核心指標(biāo)，直接影響產(chǎn)品舒適性、可靠性與市場競爭力。電機(jī)NVH測試的核心訴求是準(zhǔn)捕捉噪聲與振動信號，而測試基準(zhǔn)的穩(wěn)定性直接決定信號采集的真實(shí)性。鑄鐵平臺作為電機(jī)NVH測試臺的核心基礎(chǔ)部件，憑借高剛性、低振動、強(qiáng)抗干擾的特性，為噪聲振動測試搭建穩(wěn)定基準(zhǔn)，是優(yōu)化NVH測試精度與效率的關(guān)鍵支撐。本文深解析鑄鐵平臺在噪聲振動測試中的基礎(chǔ)作用，融入電機(jī)噪聲測試平臺、振動測試基準(zhǔn)平臺等高頻關(guān)鍵詞，為NVH測試方案優(yōu)化提供技術(shù)參考。
電機(jī)NVH測試的核心痛點(diǎn)是“信號干擾導(dǎo)致測試失真”。噪聲振動信號本身具有微弱性、高頻性特點(diǎn)，測試過程中，電機(jī)運(yùn)行產(chǎn)生的振動易引發(fā)測試基準(zhǔn)變形，車間環(huán)境噪聲、地面振動、其他設(shè)備運(yùn)行干擾等，也會混入測試信號，導(dǎo)致真實(shí)的電機(jī)NVH信號被掩蓋。普通測試基座難以這些干擾，而鑄鐵平臺通過科學(xué)的結(jié)構(gòu)與工藝設(shè)計(jì)，從根源上優(yōu)化測試環(huán)境，為準(zhǔn)采集NVH信號筑牢基礎(chǔ)。
鑄鐵平臺在噪聲振動測試中的基礎(chǔ)作用，主要通過三大核心價值實(shí)現(xiàn)，為NVH測試優(yōu)化提供關(guān)鍵支撐。其一，高剛性結(jié)構(gòu)保障測試基準(zhǔn)穩(wěn)定。平臺主體選用HT250強(qiáng)度灰鑄鐵或QT600球墨鑄鐵，經(jīng)高溫時效+振動時效+自然時效三重處理，殘余應(yīng)力去除率≥99%，搭配“箱型封閉框架+十字交叉加密筋板”設(shè)計(jì)，筋板厚度≥25mm，臺面厚度≥100mm，在電機(jī)振動載荷作用下，臺面撓度≤0.01mm/m，無塑性變形。穩(wěn)定的基準(zhǔn)面可避免電機(jī)安裝位置偏移，確保振動傳感器采集的信號真實(shí)反映電機(jī)本身振動特性，減少基準(zhǔn)變形導(dǎo)致的測試誤差。
其二，優(yōu)異阻尼特性抑振動干擾。
展開 新能源電動汽車電動汽車驅(qū)動電機(jī)控制器結(jié)構(gòu)與功能
一、電動汽車驅(qū)動電機(jī)控制器概述
電機(jī)控制器，控制動力電源與驅(qū)動電機(jī)之間能量傳輸?shù)难b置，由控制信號接口電路、驅(qū)動電機(jī)控制電路和驅(qū)動電路組成。
圖1 某車型三合一集成式電機(jī)控制器
在電動車輛中，電機(jī)控制器的功能是根據(jù)檔位、油門、剎車等指令，將動力蓄電池所存儲的電能轉(zhuǎn)化為驅(qū)動電機(jī)所需的電能，來控制電動車輛的啟動運(yùn)行、進(jìn)退速度、爬坡力度等行駛狀態(tài)，或者將幫助電動車輛剎車，并將部分剎車能量存儲到動力蓄電池中。
它是電動車輛的關(guān)鍵零部件之一。
電機(jī)控制器的基本功能可分為兩個部分
二、電動汽車驅(qū)動電機(jī)控制器的基本結(jié)構(gòu)
電動汽車驅(qū)動電機(jī)控制器基本結(jié)構(gòu)可分為：殼體、高低壓連接器、電子控制元件、電氣控制元件、電氣功率元件。
電氣功率元件主要為IGBT集成功率模塊，是電氣控制器關(guān)鍵零部件。
下圖為IGBT集成功率模塊。
通過電子控制元件與電氣控制元件對IGBT集成功率模塊的控制，輸出可控的三相正弦交流電流，從而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩。
如圖為 IGBT集成功率模塊原理簡圖。
IGBT集成功率模塊原理簡圖
1. 殼體與連接器
電機(jī)控制器的殼體的主要用于固定各電子控制元件、電氣控制元件、電氣功率元件及連接器，并提供密閉的防塵防水（IP67）空間保護(hù)各電子控制元件、電氣控制元件、電氣功率元件。
由于車用電機(jī)控制器IGBT集成功率模塊輸出功率高，溫升快。
殼體提供相應(yīng)冷卻水路從整車?yán)鋮s系統(tǒng)引入冷卻液以冷卻IGBT集成功率模塊。
如圖所示為電機(jī)控制器殼體。
連接器安裝于殼體外部，可分為高壓連接器與低壓連接器。
如下圖所示為高低壓連接器。
高壓連接器主要用于與外部電能的傳輸?shù)膶印?低壓連接器主要用于12V電源的供應(yīng)、與其他控制器通訊。
2.
展開 新能源電動汽車電動汽車驅(qū)動電機(jī)控制器結(jié)構(gòu)與功能
一、電動汽車驅(qū)動電機(jī)控制器概述
電機(jī)控制器，控制動力電源與驅(qū)動電機(jī)之間能量傳輸?shù)难b置，由控制信號接口電路、驅(qū)動電機(jī)控制電路和驅(qū)動電路組成。
圖1 某車型三合一集成式電機(jī)控制器
在電動車輛中，電機(jī)控制器的功能是根據(jù)檔位、油門、剎車等指令，將動力蓄電池所存儲的電能轉(zhuǎn)化為驅(qū)動電機(jī)所需的電能，來控制電動車輛的啟動運(yùn)行、進(jìn)退速度、爬坡力度等行駛狀態(tài)，或者將幫助電動車輛剎車，并將部分剎車能量存儲到動力蓄電池中。
它是電動車輛的關(guān)鍵零部件之一。
電機(jī)控制器的基本功能可分為兩個部分
二、電動汽車驅(qū)動電機(jī)控制器的基本結(jié)構(gòu)
電動汽車驅(qū)動電機(jī)控制器基本結(jié)構(gòu)可分為：殼體、高低壓連接器、電子控制元件、電氣控制元件、電氣功率元件。
電氣功率元件主要為IGBT集成功率模塊，是電氣控制器關(guān)鍵零部件。
下圖為IGBT集成功率模塊。
通過電子控制元件與電氣控制元件對IGBT集成功率模塊的控制，輸出可控的三相正弦交流電流，從而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩。
如圖為 IGBT集成功率模塊原理簡圖。
IGBT集成功率模塊原理簡圖
1. 殼體與連接器
電機(jī)控制器的殼體的主要用于固定各電子控制元件、電氣控制元件、電氣功率元件及連接器，并提供密閉的防塵防水（IP67）空間保護(hù)各電子控制元件、電氣控制元件、電氣功率元件。
由于車用電機(jī)控制器IGBT集成功率模塊輸出功率高，溫升快。
殼體提供相應(yīng)冷卻水路從整車?yán)鋮s系統(tǒng)引入冷卻液以冷卻IGBT集成功率模塊。
如圖所示為電機(jī)控制器殼體。
連接器安裝于殼體外部，可分為高壓連接器與低壓連接器。
如下圖所示為高低壓連接器。
高壓連接器主要用于與外部電能的傳輸?shù)膶印?低壓連接器主要用于12V電源的供應(yīng)、與其他控制器通訊。
2.
展開 電動汽車NVH優(yōu)化
通過采取總成殼體結(jié)構(gòu)加強(qiáng)、電機(jī)轉(zhuǎn)子斜極設(shè)計(jì)、減速器齒輪修形、控制策略調(diào)試、傳遞路徑優(yōu)化和加聲學(xué)包裹等措施，最終實(shí)現(xiàn)電驅(qū)總成降噪：24 階噪聲降低8 dB，48 階噪聲降低5 dB；減速器27 階嘯叫降低10 dB；電控噪聲基本聽不到。整體上電驅(qū)總成主觀評價提升到6.75 分，僅在起步階段有輕微“嗚嗚”聲，此電驅(qū)系統(tǒng)NVH 性能在競品對標(biāo)中處于領(lǐng)先水平。同時通過此案例，為電驅(qū)總成噪聲系統(tǒng)性的解決方案積累了經(jīng)驗(yàn)。
【討論】永磁同步電機(jī)相對于永磁直流電機(jī)好在哪，為什么現(xiàn)在的電動汽車都采用同步電機(jī)？
永磁同步電機(jī)是定子勵磁，不需要碳刷。而且控制自由度更高，同時控制相位和電壓，啟動性能很好。反過來傳統(tǒng)直流永磁電機(jī)是轉(zhuǎn)子勵磁，需要碳刷給轉(zhuǎn)子供電。而且控制只能控制電壓，適應(yīng)性差。
用于無刷直流電機(jī)的汽車電動直流電機(jī)控制器的工作原理
用于無刷直流電機(jī)的汽車電動直流電機(jī)控制器的工作原理-博揚(yáng)智能
直流電機(jī)控制器的具體細(xì)節(jié)取決于電機(jī)類型（有刷、無刷、步進(jìn)）和使用該電機(jī)的設(shè)備的功能。例如，與有刷電機(jī)的工業(yè)直流電機(jī)控制器相比，用于無刷直流(BLDC)電機(jī)的電動汽車直流電機(jī)控制器具有不同的設(shè)計(jì)和工作原理。
控制器分為數(shù)字和模擬版本。數(shù)字直流電機(jī)控制器與其模擬變體之間的主要區(qū)別在于前者包括基于微控制器(MCU)的硬件和固件。
一些直流電機(jī)控制器類型可以接收來自電機(jī)的反饋、檢測錯誤并糾正它們，使值與設(shè)定值一致。它們被稱為閉環(huán)或反饋控制器。
或者，即使發(fā)生故障，開環(huán)或非反饋控制器也不會影響這種情況，因?yàn)樗粫z測到故障。您可以在不需要自動控制的簡單系統(tǒng)中找到此類控制器。
開環(huán)和閉環(huán)系統(tǒng)是控制理論的基本概念。根據(jù)電子設(shè)備的要求或復(fù)雜性，您可以實(shí)施帶或不帶反饋的控制系統(tǒng)。例如，步進(jìn)電機(jī)可以與開環(huán)控制器一起運(yùn)行。用于高性能應(yīng)用中精確定位的伺服直流電機(jī)控制器是一個閉環(huán)系統(tǒng)。
圖中顯示了閉環(huán)和開環(huán)控制系統(tǒng)的示例。在第一種情況下，機(jī)器人的電機(jī)控制器接收反饋并根據(jù)景觀條件調(diào)節(jié)速度。在非反饋系統(tǒng)的情況下，電機(jī)控制器得不到反饋。因此，機(jī)器人的速度在到達(dá)平臺時會降低。
展開 新能源汽車驅(qū)動電機(jī)NVH仿真中的電磁力處理
電機(jī)NVH是一個多物理場耦合的問題，其中涉及到的電磁、機(jī)構(gòu)運(yùn)動、熱流等領(lǐng)域，對應(yīng)仿真也需要采用多個不同領(lǐng)域的求解器聯(lián)合求解。目前，對于由于電磁載荷引起的電機(jī)噪聲仿真一般采取先進(jìn)行電磁仿真提取電磁力，然后將提取的電磁力加載到結(jié)構(gòu)有限元模型上進(jìn)行結(jié)構(gòu)振動噪聲仿真的流程。
電磁仿真需要采用考慮運(yùn)動的時域求解器，因此往往采用2D模型提高仿真分析效率。結(jié)構(gòu)有限元模型往往為三維網(wǎng)格，求解采用頻域算法。電磁仿真的模型和結(jié)構(gòu)仿真模型是兩套不同的模型網(wǎng)格。如何快速高效的建立電磁仿真和結(jié)構(gòu)振動噪聲仿真模型之間的數(shù)據(jù)傳遞是目前大多數(shù)電機(jī)NVH仿真工程師所關(guān)心的。西門子Simcenter 3D技術(shù)團(tuán)隊(duì)針對這個問題，開發(fā)了針對性的程序，可以快速方便的解決從電磁仿真到振動噪聲仿真之間電磁力處理的問題。程序功能主要應(yīng)用可以概況為以下幾點(diǎn)：
1. 任意定子結(jié)構(gòu)加載位置選擇
為了實(shí)現(xiàn)低噪音設(shè)計(jì)，在電機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中定子齒的齒頂往往不再是圓弧形。出現(xiàn)了平齒、內(nèi)凹、外凸等多種形狀。針對這些新的結(jié)構(gòu)型式，如何能夠快速高效的提取齒頂?shù)妮d荷？
在我們的程序中，只需要設(shè)置關(guān)注的區(qū)域范圍，軟件會基于實(shí)際的2D電磁網(wǎng)格及電磁力自動提取齒頂?shù)碾姶帕Γ?D的電磁仿真計(jì)算出的電磁力拉伸為用于有限元網(wǎng)格加載的電磁力。通過該程序，我們可以實(shí)現(xiàn)：
精確考慮外凸和內(nèi)凹齒面效果
精確切向力引起定子齒變形
減小電磁力文件大小
2. 基于多個穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速的電磁階次力提取
在計(jì)算電機(jī)加速噪聲時的電機(jī)轉(zhuǎn)速是變化的，在電磁仿真時的工況為恒定轉(zhuǎn)速工況。電機(jī)實(shí)際的振動噪聲問題往往體現(xiàn)為階次的特征，所以采用階次計(jì)算的方式計(jì)算振動噪聲可以更好的對電機(jī)振動噪聲進(jìn)行分析。
展開 
全新NVH模擬器2019.1發(fā)布，改善電動汽車建模
聲音與振動品質(zhì)測試管理的先進(jìn)技術(shù)供應(yīng)商Brüel & Kj?r發(fā)布了其
NVH模擬器軟件的最新版本2019.1。此次重要的更新極大擴(kuò)展了
對電動汽車及混合動力汽車建模的能力，以及200多項(xiàng)其他改進(jìn)和增強(qiáng)功能。
Brüel & Kj?r產(chǎn)品經(jīng)理Dave Bogema解釋說： “電動汽車的聲學(xué)相關(guān)挑戰(zhàn)之一是
非零交叉和
“
負(fù)”階次的現(xiàn)象。這些噪聲來自于控制電機(jī)的功率電控設(shè)備。通常，這表現(xiàn)為純音諧波同時以頻率較高的純音為中心在頻率上增加和減少。在此之前，這些諧波幾乎不可能從測量中提取出來。”
在2019.1版本中，不僅可以
從測量中提取這些純音諧波，還可以使用NVH模擬器軟件在實(shí)時駕駛員在環(huán)模擬中重新合成它們。
聲學(xué)與振動，或NVH，是汽車制造商用來向客戶傳達(dá)個性、精致和質(zhì)感的最重要元素之一。 NVH模擬器軟件使汽車制造商能夠創(chuàng)建并評估虛擬NVH樣車，從而在每個車輛項(xiàng)目上節(jié)省數(shù)百萬歐元，并節(jié)省數(shù)月的開發(fā)時間。
相 關(guān) 信 息
Brüel & Kj?r，知名的聲音與振動測量技術(shù)供應(yīng)商，發(fā)布了其NVH模擬器軟件的最新版本——市場上唯一的全面、互動、體驗(yàn)型NVH虛擬原型設(shè)計(jì)軟件。全新NVH模擬器2019.0包含迄今為止較重要和全面的軟件更新，包括全新的、現(xiàn)代化的軟件界面，以及眾多新功能和效率提升的改進(jìn)，為您帶來更快捷的模型構(gòu)建和更高的易用性。
展開 新能源電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)NVH特征及控制策略
新能源電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)NVH特征及控制策略
汽車試驗(yàn)：電動汽車用驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)電磁兼容性試驗(yàn)方法
電動汽車上的電力電子變換裝置無論數(shù)量還是功率都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)汽車，電磁兼容問題的嚴(yán)重性和復(fù)雜性也遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)汽車。電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)是電動汽車的三大關(guān)鍵系統(tǒng)之一，也是最重要的功率變換裝置，其電磁兼容性能（electromagneTIccompaTIbility，簡稱為EMC）不僅關(guān)系到自身的工作可靠性，而且會影響整車的安全運(yùn)行能力和工作可靠性。從目前已有的電動汽車整車產(chǎn)品的檢測過程來看，大部分車型都是經(jīng)過多次整改才能夠達(dá)到國標(biāo)的相關(guān)規(guī)定。鑒于電磁兼容問題的重要性，基于電磁騷擾耦合和傳播的一般機(jī)制。
本文給出了電動汽車用驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)電磁兼容性試驗(yàn)方法。適用于純電動汽車、混合動力電動汽車和燃料電池電動汽車用驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)。
注：電動汽車電源系統(tǒng)通常分為2種類型：第一種普通LV(低壓)系統(tǒng)，其典型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為非屏蔽，第二種HV系統(tǒng)，其典型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為屏蔽。
試驗(yàn)方法如下：
一、電磁輻射發(fā)射試驗(yàn)
1、寬帶電磁輻射發(fā)射試驗(yàn)
試驗(yàn)方法：本方法用于測試EUT產(chǎn)生的寬帶電磁輻射發(fā)射， 若無其他規(guī)定， 在30MHz-1000MHz頻率范圍內(nèi)，則按GB/T18655-2010中規(guī)定的方法進(jìn)行試驗(yàn)。
試驗(yàn)狀態(tài)：EUT應(yīng)處于正常工作狀態(tài)， 且轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速的50%， 扭矩為額定扭矩的50%， 機(jī)械輸出負(fù)載達(dá)到持續(xù)功率的25%。
當(dāng)轉(zhuǎn)速或扭矩達(dá)不到EUT試驗(yàn)狀態(tài)時， 可調(diào)整扭矩或轉(zhuǎn)速以達(dá)到持續(xù)功率的25%， 并在試驗(yàn)報告中注明。
如EUT包含多個單元， 單元之間的連接線宜使用原車上使用的連接線束；如果無法實(shí)現(xiàn)， 電子控制單元和人工電源網(wǎng)絡(luò)(AN)間的連接線長度應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定.線束應(yīng)按實(shí)際情況端接，并帶實(shí)際負(fù)載和激勵。
試驗(yàn)布置：試驗(yàn)布置圖見圖3.
屏蔽配置應(yīng)按照車輛的實(shí)際情況布置，通常所有屏蔽的HV部件應(yīng)低阻抗正常接地(例如AN、電纜、連接器等狀態(tài)) EUT和負(fù)載均應(yīng)接地。
展開 純電動汽車電驅(qū)動總成NVH分析與優(yōu)化研究
作者：劉祥環(huán)丨中南大學(xué)
隨著純電動汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，電驅(qū)動總成的集成程度越來越高，國內(nèi)零部件廠商的“二合一”“三合一”“六合一”的驅(qū)動系統(tǒng)總成都陸續(xù)面世。在給整車客戶帶來快速方便的動力匹配的同時，電驅(qū)動系統(tǒng)一直存在的問題及產(chǎn)生的原因也越來越復(fù)雜，這其中就包括動力總成的NVH、效率及綜合耐久性問題等。
電驅(qū)動總成嘯叫原因分析
純電動汽車電驅(qū)動總成通常由電機(jī)和減速器組成，多采用永磁同步電機(jī)加兩級減速器的組合形式。電驅(qū)動總成存在嘯叫的原因復(fù)雜，主要包括：電機(jī)電磁激勵、減速器系統(tǒng)共振和電驅(qū)動總成系統(tǒng)耦合模態(tài)共振等。結(jié)合某型號電驅(qū)動總成在整車試驗(yàn)過程中，客戶發(fā)現(xiàn)存在結(jié)構(gòu)共振問題，本文主要通過MASTA軟件分析，對動力總成進(jìn)行仿真分析，找出動力總成出現(xiàn)結(jié)構(gòu)共振的原因，并加以修正。
在整車搭載NVH測試過程中，可通過LMS數(shù)據(jù)采集前端采集車內(nèi)近場噪聲數(shù)據(jù)，將采集到的數(shù)據(jù)通過LMS Test.Lab數(shù)據(jù)分析軟件對近場噪聲進(jìn)行噪聲階次分析，找出發(fā)生嘯叫的對應(yīng)階次，再通過嘯叫噪聲階次分析，判斷嘯叫噪聲的激勵源。
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