純電動汽車電機的案例
純電動汽車電機嘯叫噪聲優化
作者：李彬，鄧建交丨中國第一汽車股份有限公司
摘 要：
純電動汽車在整車NVH性能開發過程中，驅動電機存在8階嘯叫噪聲，嚴重影響整車NVH性能品質。通過整車試驗、主觀評價及CAE仿真分析手段，驗證出空氣傳播為車內8階嘯叫噪聲大的主要路徑，鎖定驅動電機逆變器殼體共振及電機懸置支架振動是造成8階嘯叫噪聲大的關鍵因素。
本文作者基于某純電動汽車電機嘯叫噪聲表現，通過整車測試評價及電機本體CAE仿真分析的手段提出結構改進方案，優化后電機嘯叫噪聲降低明顯，對純電動汽車電機嘯叫噪聲優化提供了一定的依據及相關經驗。
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作者：李彬，鄧建交丨中國第一汽車股份有限公司
摘 要：
純電動汽車在整車NVH性能開發過程中，驅動電機存在8階嘯叫噪聲，嚴重影響整車NVH性能品質。通過整車試驗、主觀評價及CAE仿真分析手段，驗證出空氣傳播為車內8階嘯叫噪聲大的主要路徑，鎖定驅動電機逆變器殼體共振及電機懸置支架振動是造成8階嘯叫噪聲大的關鍵因素。
本文作者基于某純電動汽車電機嘯叫噪聲表現，通過整車測試評價及電機本體CAE仿真分析的手段提出結構改進方案，優化后電機嘯叫噪聲降低明顯，對純電動汽車電機嘯叫噪聲優化提供了一定的依據及相關經驗。
1 電機8階嘯叫問題
1.1 整車電機8階嘯叫噪聲
根據整車測試數據，加速工況車內電機8階嘯叫噪聲凸顯，測試結果如圖1所示。對應主觀評價結果為車速在60km/h～80km/h范圍，車內存在明顯電機嘯叫噪聲，主觀評分6分。
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作者：李彬，鄧建交丨中國第一汽車股份有限公司
摘 要：
純電動汽車在整車NVH性能開發過程中，驅動電機存在8階嘯叫噪聲，嚴重影響整車NVH性能品質。通過整車試驗、主觀評價及CAE仿真分析手段，驗證出空氣傳播為車內8階嘯叫噪聲大的主要路徑，鎖定驅動電機逆變器殼體共振及電機懸置支架振動是造成8階嘯叫噪聲大的關鍵因素。
本文作者基于某純電動汽車電機嘯叫噪聲表現，通過整車測試評價及電機本體CAE仿真分析的手段提出結構改進方案，優化后電機嘯叫噪聲降低明顯，對純電動汽車電機嘯叫噪聲優化提供了一定的依據及相關經驗。
1 電機8階嘯叫問題
1.1 整車電機8階嘯叫噪聲
根據整車測試數據，加速工況車內電機8階嘯叫噪聲凸顯，測試結果如圖1所示。對應主觀評價結果為車速在60km/h～80km/h范圍，車內存在明顯電機嘯叫噪聲，主觀評分6分。
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5 結論
（1）本文研究了某純電動汽車電機8階嘯叫噪聲，通過激勵源與傳遞路徑分析，驗證出空氣傳遞是車內電機8階噪聲的主要路徑；
（2）通過整車試驗和CAE仿真分析相結合，提出電機結構改進方案，優化效果明顯，電機8階噪聲水平由55dB（A）降為50dB（A）；
（3）進行了電機8階嘯叫噪聲主觀評價與客觀測試對應分析。
淺析純電動汽車驅動電機控制系統的控制過程
純電動汽車的使用已經走進我們的生活，它已成為當前這一時期汽車的典型轉型。純電動汽車從結構上來說主要體現在動力總成控制系統、電機控制系統和電池及其管理系統三個方面。從工作原理上來講，純電動汽車主要是通過高壓蓄電池直接供電，再由驅動電機控制模塊控制汽車驅動電機起動運轉。本文主要對純電動汽車電機的結構、電機控制系統過程進行分析。
燃油汽車在使用過程中燃燒排放出熱量，同時廢氣排放也在同步增加，這就讓我們的環境持續受到污染，空氣指數也受到嚴重影響，隨著我們對燃油的使用，燃油能源也在逐漸的減少，人類將會面對能源危機所帶來的影響。為了我們的生存環境不再受到污染，為了讓生態資源與人類需求保持平衡，純電動汽車的發展逐漸取代現在使用的燃油汽車，將成為我們的迫切需要。
純電汽車與傳統汽車相比，主要是用蓄電池取代傳統汽車的發動機。電動汽車電動機驅動系統所需要的電能由車載蓄電池提供，并將車載蓄電池輸出的電能轉化為電動汽車所需要的機械能，而驅動電機的輸出軸便連接至該電 動汽車的驅動系統，經過驅動系統基本結構的傳動裝置， 傳動裝置把驅動電機傳來的力轉化為驅動力，從而驅動汽車驅動輪，完成行駛。
純電動汽車的核心部件主要由驅動電機和電機的控制模塊組成，驅動電機模塊主要是根據駕駛員的操作，把電動汽車動力電池所產生的電能最大化的轉化為車輪旋轉所需要的動能，或者是在制動時，車輪上所產生的動能 反饋給電動車電池。電動汽車的動力性、經濟性和舒適性直接受驅動電機的特性影響，驅動電機的特性也就成為評價汽車性能的主要指標。
汽車驅動電機系統主要通過驅動電機、各種傳感器、 驅動電機控制模塊、高壓線束、低壓線束、冷卻系統與電動汽車的其它系統連在一起。
純電動汽車電機廣泛采用三相交流永磁電動機。
展開 純電動汽車電機噪聲測試與分析方法研究
[摘要]針對純電動汽車電機噪聲在整車上的聲學特征，介紹了在整車上測量電機噪聲的測點布置及測量工況，對測試數據進行分析，識別并驗證電機噪聲成分。分析比較了不同測試工況下的電機階次噪聲，選取具有代表意義的急加速工況進行電機噪聲分析，給出了電機階次噪聲的主客觀評價方法。文中介紹的電機噪聲測試和分析方法具有重要的工程應用價值。
關鍵詞
：電動汽車、電機、噪聲
1 引言
由于能源危機和環境污染問題的日益突出,不少國家已經公布了停售傳統燃油汽車的時間表，各大汽車廠商正在開發越來越多的電動汽車，消費者在選購電動汽車時，對乘坐舒適性的要求也越來越高。電動汽車的電機噪聲是影響乘坐舒適性的關鍵性能指標。相對于傳統內燃機汽車，電動汽車電驅動系統具有轉速高、力矩波動大的特點，而其引發的振動和噪聲具有中高頻成份占比大的特點。由于缺少了發動機噪聲的掩蓋，電機噪聲尤為突出。
近年來，國內外學者對電動汽車電機噪聲進行了研究，文獻[1]研究了某電動車急加速過程中電機噪聲，文獻[2]研究了電動車勻速工況時車內噪聲的聲品質，文獻[3]采用電機轉速信號的諧波來合成掩蔽聲場，從而提高車內噪聲的聲品質。本文系統介紹了電動汽車電機噪聲的測試及分析方法。
2 電機噪聲的測試方法
2.1 測點布置
測點需要包含電機艙和乘員艙電機噪聲，電機總成支撐的振動以及傳動軸轉速，如圖1所示。
表1列出了各個測點的所測量的信號種類、位置及名稱。
1到6號麥克風用來測量乘員艙的電機噪聲，為客觀反映人耳在車內聽到的聲音，當副駕駛和后排沒有乘客時，需要在座椅上增加人工頭用來模擬人的頭部，麥克風分別布置在人工頭的左右兩側。
展開 純電動汽車電機嘯叫噪聲優化
電機8階噪聲優化效果如圖12所示：
圖12 車內電機8階噪聲優化前后對比
4.電機8階噪聲主客觀對應分析
4.1主觀評價方法
主觀評價是評判電機嘯叫噪聲水平的重要依據，主觀評價依據主觀評價表對電機嘯叫噪聲性能水平進行等級劃分，主觀評價基準如表2所示：
表2 主觀評價基準
4.2主客觀對應分析
本文中某純電動汽車電機8階嘯叫噪聲優化過程采用主觀評價和客觀測試相結合的方法，最終達成優化目標，主觀評價及客觀測試對應關系如表3所示：
表3 電機8階噪聲主客觀對應
5.結論
（1）本文研究了某純電動汽車電機8階嘯叫噪聲，通過激勵源與傳遞路徑分析，驗證出空氣傳遞是車內電機8階噪聲的主要路徑；
（2）通過整車試驗和CAE仿真分析相結合，提出電機結構改進方案，優化效果明顯，電機8階噪聲水平由55dB（A）降為50dB（A）；
（3）進行了電機8階嘯叫噪聲主觀評價與客觀測試對應分析。本文介紹的電機8階嘯叫噪聲優化方法可應用于整車狀態下電機噪聲的開發和驗證工作。
展開 【干貨】純電動汽車永磁同步電機引起車內嘯叫的分析及優化！
摘 要：純電動汽車永磁同步電機是影響整車的NVH性能主要激勵源之一，通過對驅動電機定子的分析與優化，能有效降低電機諧頻激勵，減小電機振動，從而提高整車NVH舒適性。文章以一款純電動車型為例，重點講述通過測試排查減速能量回收車內嘯叫問題，確認驅動電機24階、48階激勵通過結構和空氣傳遞到車內，引起車內中高頻嘯叫聲，最終優化驅動電機定子繞組得以改善，達到優化車內噪聲的目的，為純電動汽車NVH性能開發和優化提供參考與借鑒。
關鍵詞：純電動汽車；驅動電機；能量回收；嘯叫
前言
隨著世界環境問題嚴峻化、國內汽車排放標準嚴格化，新能源電動汽車作為一種使用電能作為驅動能源的現代交通工具，將作為全球汽車工業當前和未來發展的重點。純電動汽車使用電機作為動力源，是驅動整車行駛的核心部件。而永磁同步電機[1]（PMSM）因具有高功率密度、高效率、良好的轉矩特性，以及結構簡單、體積小、噪聲振動低等特點，是目前純電動汽車的主流選擇。驅動電機轉矩波動[2-3]將直接影響到車內噪聲振動舒適性。本文以某純電動汽車開發過程中在減速能量回收工況車內電磁嘯叫聲的優化過程為例，考慮了驅動電機高階諧頻激勵對整車NVH性能的影響，并對電機定子繞組進行優化，從而達到消除車內高頻嘯叫聲的目的，旨在為純電動汽車NVH性能開發和優化提供參考與借鑒。
1 問題描述
該純電動車型搭載的電驅動系統包含永磁同步電機、單速比減速器以及三合一控制器，布置方式采用前置前驅，電機轉子為8磁極V型，定子為48槽單層繞組結構。在減速能量回收工況，電機轉速由3500rpm（轉/分鐘）降到1300rpm期間，主觀評價車內有明顯高頻嘯叫聲。對該工況下車內噪聲進行測試，結果如圖1-2所示。
展開 純電動汽車永磁同步電機引起車內嘯叫的分析及優化
摘要：純電動汽車永磁同步電機是影響整車的NVH性能主要激勵源之一，通過對驅動電機定子的分析與優化，能有效降低電機諧頻激勵，減小電機振動，從而提高整車NVH舒適性。文章以一款純電動車型為例，重點講述通過測試排查減速能量回收車內嘯叫問題，確認驅動電機24階、48階激勵通過結構和空氣傳遞到車內，引起車內中高頻嘯叫聲，最終優化驅動電機定子繞組得以改善，達到優化車內噪聲的目的，為純電動汽車NVH性能開發和優化提供參考與借鑒。
作者信息：
姓名：朱建，鄭濤，呂運川
單位：眾泰汽車工程研究院
前言
隨著世界環境問題嚴峻化、國內汽車排放標準嚴格化，新能源電動汽車作為一種使用電能作為驅動能源的現代交通工具，將作為全球汽車工業當前和未來發展的重點。純電動汽車使用電機作為動力源，是驅動整車行駛的核心部件。而永磁同步電機（PMSM）因具有高功率密度、高效率、良好的轉矩特性，以及結構簡單、體積小、噪聲振動低等特點，是目前純電動汽車的主流選擇。驅動電機轉矩波動將直接影響到車內噪聲振動舒適性。本文以某純電動汽車開發過程中在減速能量回收工況車內電磁嘯叫聲的優化過程為例，考慮了驅動電機高階諧頻激勵對整車NVH性能的影響，并對電機定子繞組進行優化，從而達到消除車內高頻嘯叫聲的目的，旨在為純電動汽車NVH性能開發和優化提供參考與借鑒。
1 問題描述
該純電動車型搭載的電驅動系統包含永磁同步電機、單速比減速器以及三合一控制器，布置方式采用前置前驅，電機轉子為8磁極V型，定子為48槽單層繞組結構。在減速能量回收工況，電機轉速由3500rpm（轉/分鐘）降到1300rpm期間，主觀評價車內有明顯高頻嘯叫聲。對該工況下車內噪聲進行測試，結果如圖1-2所示。
展開 電動汽車電機驅動控制器功能安全架構研究
0 引言
伴隨著新能源汽車產業的發展，車用電子電氣系統的功能也日趨復雜，如何確保電子電氣系統的功能安全已成為行業關注的重點和研究的熱點。國際標準化組織（ISO）于2011年正式發布了ISO26262《道路車輛功能安全》標準，其提供了一套涵蓋系統（包括硬件和軟件）及其生產制造的完整功能安全設計流程與認證制度，以確保汽車行駛的安全性，并已成為汽車行業目前普遍接受的一套完整的評估并降低風險的方法，獲得了全球主要汽車制造商以及零部件供應商的廣泛認可和采用。盡管該標準針對功能安全性給出了完整的設計流程，對功能安全理念的引入發揮了至關重要的作用，但由于其并不涉及特定產品的具體設計，同時國內外的相關文獻也鮮有介紹，因此如何正確地實現產品級的功能安全，對設計人員而言仍然具有一定的難度。
作為純電動汽車核心動力部件，電機驅動控制器其功能安全的正確實施顯得尤為重要。本文將從純電動汽車電機驅動控制器的安全目標出發，詳細闡述針對不同微處理器結構如何實現系統架構設計層面的功能安全。
1 電動汽車電機驅動控制器安全完整性等級分析
1.1 安全目標及安全完整性等級ASIL
產品安全性開發的最終目的是為了符合安全目標。安全目標是系統最高層面的安全要求，是危害分析和風險評估（HARA）的結果。基于HARA分析可以得出針對安全目標的汽車安全完整性等級（ASIL）。根據文獻可知，ASIL等級的確定需要針對危害事件綜合考慮嚴重度（S）、暴露概率（E）和可控性（C）的因素，如表1所示，其中D代表最高等級，A代表最低等級，QM表示質量管理。
對于S，E，C指標，文獻中均有明確定義，本文不再贅述。需要說明的是，一個安全目標可能與多種危害相關，而多個安全目標也可能與某種單一的危害有關。
展開 純電動汽車電控系統參數匹配
導讀：
為了提高純電動汽車的動力性設計指標，研究了純電動汽車電控參數在設計過程中，電機系統和電池系統參數匹配選擇的基本原則和整車控制策略，并利用ADVISOR軟件對所匹配出的動力參數進行仿真優化驗證，最終使"電池+電機+電控"三電系統集成達到最優狀態，從而提高了電動汽車的動力性能。同時也為純電動汽車設計初期的動力參數選型匹配提供了基本數據。
近年來，隨著大氣污染的日益嚴重、全球石油資源供應緊張及環保意識的增強，傳統的燃油汽車面臨著巨大的挑戰，純電動汽車越來越受到人們的青睞。實現電動汽車替代傳統汽車的關鍵是純電動汽車的整車動力性是否滿足人們的需要。解決整車動力性能的關鍵因素在于如何實現電池質量小且儲存能量大、提高電機的性價比及優化電驅動控制策略。通過選擇動力系統參數，使得電機、電池及電控更好地集成到一起，是現階段提高純電動汽車整車動力性的重要方法之一。文章通過研究匹配電機、電池參數及整車控制器參數的基本原則，為純電動汽車初期設計動力匹配提供了理論依據及基礎數據，對新產品的開發提供了指導作用，大大縮短了開發周期。
1 純電動汽車整車動力系統設計流程和需求
純電動汽車動力系統由整車控制器、電機控制器、永磁同步電機、電池管理系統及動力電池等構成，整車動力系統的基本架構，如圖1所示。純電動汽車動力系統開發過程可采用“V”模式，如圖2所示。定義好各個環節的功能需求，按照開發流程進行新產品的動力系統開發，文章針對具有單速比和永磁同步電機的純電動汽車的參數匹配展開研究。
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某純電動汽車驅動系統24階振動噪聲的分析與優化
作者：馬敬丨湖南獵豹汽車股份有限公司
本文分析了純電動汽車驅動系統振動噪聲來源、傳遞路徑及優化路徑，并以某純電動汽車蠕行起步階段驅動系統24階噪聲為研究對象，提出了優化扭矩控制策略方案，有效減弱了蠕行起步階段驅動電機系統24階振動噪聲。
1 純電動汽車驅動系統噪聲來源與優化路徑
動力輸出裝置的電動化使得整車內外的噪聲趨于減小。近些年來，國內外學者已經有大量的研究表明電動汽車驅動電機系統的電磁噪聲是車內外主要的噪聲來源。文獻［1］定性分析了低次徑向力波是引起電磁振動和噪聲的主要來源。文獻［2］從極槽配合與永磁體削角的角度計算分析了更改電機參數對電機電磁噪聲的影響規律。文獻［3］從優化驅動電機定子沖片結構設計、提升槽滿率角度并整車驗證改善了電機本體的振動噪聲。文獻［4］從驅動電機的生產工藝方面入手探討了降低電機振動噪聲的措施。文獻［5］對電動汽車動力總成的振動噪聲的特性進行了研究，將驅動電機放置在系統中同減速器、懸置、傳動軸等作為一個整體研究及解決振動噪聲問題，單單只分析驅動電機、減速器已不再合理。文獻［6］基于振動噪聲傳遞路徑分析，使用對電機及減速器進行聲學包裹的方法實際驗證對改善車內高頻嘯叫有明顯效果。文獻［7］利用解析法和有限元法對變頻器供電時永磁電機的氣隙磁場、電磁激振力和噪聲的主要頻率進行分析得出：永磁電機在變頻器供電時定子的高次時間諧波電流在氣隙磁場中產生頻率與變頻器開關頻率相關的空間氣隙磁場諧波，其振動噪聲頻率主要分布在開關頻率及其倍數附近。
展開 某純電動汽車驅動系統24階振動噪聲的分析與優化
作者：馬敬丨湖南獵豹汽車股份有限公司
本文分析了純電動汽車驅動系統振動噪聲來源、傳遞路徑及優化路徑，并以某純電動汽車蠕行起步階段驅動系統24階噪聲為研究對象，提出了優化扭矩控制策略方案，有效減弱了蠕行起步階段驅動電機系統24階振動噪聲。
1 純電動汽車驅動系統噪聲來源與優化路徑
動力輸出裝置的電動化使得整車內外的噪聲趨于減小。近些年來，國內外學者已經有大量的研究表明電動汽車驅動電機系統的電磁噪聲是車內外主要的噪聲來源。文獻［1］定性分析了低次徑向力波是引起電磁振動和噪聲的主要來源。文獻［2］從極槽配合與永磁體削角的角度計算分析了更改電機參數對電機電磁噪聲的影響規律。文獻［3］從優化驅動電機定子沖片結構設計、提升槽滿率角度并整車驗證改善了電機本體的振動噪聲。文獻［4］從驅動電機的生產工藝方面入手探討了降低電機振動噪聲的措施。文獻［5］對電動汽車動力總成的振動噪聲的特性進行了研究，將驅動電機放置在系統中同減速器、懸置、傳動軸等作為一個整體研究及解決振動噪聲問題，單單只分析驅動電機、減速器已不再合理。
展開 某純電動汽車驅動系統24階振動噪聲的分析與優化
作者：馬敬丨湖南獵豹汽車股份有限公司
本文分析了純電動汽車驅動系統振動噪聲來源、傳遞路徑及優化路徑，并以某純電動汽車蠕行起步階段驅動系統24階噪聲為研究對象，提出了優化扭矩控制策略方案，有效減弱了蠕行起步階段驅動電機系統24階振動噪聲。
1 純電動汽車驅動系統噪聲來源與優化路徑
動力輸出裝置的電動化使得整車內外的噪聲趨于減小。近些年來，國內外學者已經有大量的研究表明電動汽車驅動電機系統的電磁噪聲是車內外主要的噪聲來源。文獻［1］定性分析了低次徑向力波是引起電磁振動和噪聲的主要來源。文獻［2］從極槽配合與永磁體削角的角度計算分析了更改電機參數對電機電磁噪聲的影響規律。文獻［3］從優化驅動電機定子沖片結構設計、提升槽滿率角度并整車驗證改善了電機本體的振動噪聲。文獻［4］從驅動電機的生產工藝方面入手探討了降低電機振動噪聲的措施。文獻［5］對電動汽車動力總成的振動噪聲的特性進行了研究，將驅動電機放置在系統中同減速器、懸置、傳動軸等作為一個整體研究及解決振動噪聲問題，單單只分析驅動電機、減速器已不再合理。
展開 純電動汽車電機NVH控制
純電動汽車電機NVH控制
