電動汽車NVH的案例
【NVH&聲學】純電動汽車常見噪聲振動問題現象描述及優化方法
導讀
Reading guide
測試分析能快速識別純電動車噪聲振動問題特性，并得以工程優化驗證，從而提高整車NVH舒適性。文章以某純電動汽車為例，講述了多種常見NVH問題的測試分析及優化控制，問題包含整車坡道蠕行轟鳴、整車起步抖動、減速能量回收電機嘯叫、全油門加速工況減速器嘯叫、真空泵噪聲、空調壓縮機噪聲、電子冷卻水泵噪聲、空調水泵噪聲、以及懸置隔振和共振帶等，旨為純電動汽車NVH性能開發和優化提供參考與借鑒。
關鍵詞：
純電動汽車；噪聲振動；測試分析；優化控制；嘯叫
作者：朱建，鄭濤，呂運川，劉超
眾泰汽車工程研究院，浙江 杭州
隨著世界環境問題嚴峻化、國內汽車排放標準嚴格化，純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。隨著電動汽車技術的不斷發展，噪聲振動性能越來越備受關注，相比于普通燃油車，客戶對純電動汽車噪聲振動性能有了更高的期望與要求，成為影響電動汽車品牌的一項重要指標。本文以某純電動汽車為例，該純電動車搭載的電驅動系統包含永磁同步電機[3]、固定速比減速器以及三合一控制器。
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 基于Nastran的電動汽車支架結構優化
1 引言
隨著汽車行業新能源電動汽車的發展，電動汽車技術越來越受到重視。新能源純電動汽車具有零噪聲、零污染、零油耗特點的新型交通工具，其技術發展逐漸受到汽車行業和國家相關部門的高度重視。雖然純電動汽車NVH性能較傳統汽車有非常大的優勢，但筆者認為純電汽車的振動問題仍不可輕視。純電動汽車與傳統汽車的最大差異就在于，純電動汽車的電氣化程度較大，驅動、空調、轉向助力、蓄能等裝置基本實現了電氣化，所以電氣元件的工作環境是決定電動汽車穩定性的重要因素之一。
本文圍繞某元件安裝支架引起的共振問題，基于Nastran分析平臺對安裝支架進行了CAE結構優化，從而大大提高了安裝支架的動態特性，有效降低了電氣件的振動，提高了車輛的穩定性和可靠性。
2 關鍵部件振動試驗測試
2.1顛簸路面電氣部件振動總集
由圖1可以看出，被測試電氣元件振動較大，已經遠遠超過該電氣件的耐震等級。
2.2顛簸路面電氣部件振動頻率曲線
由圖2可以看出，電氣元件的振動頻率以31Hz左右為主。
3 電氣元件安裝支架CAE分析
利用第三方軟件在Nastran環境下進行離散化建模，模型如圖3所示。
基于Nastran相關CAE模態分析軟件，得出電氣元件安裝支架前五階模態頻率如表一所示。
電氣元件安裝支架第2階模態頻率為31.8Hz，可以初步判定，電氣元件的振動是由電氣元件安裝支架與其它部件產生共振造成。
3.2電氣元件安裝支架結構CAE仿真優化
電氣元件安裝支架2階模態振型如圖4，根據模態振型情況進行結構優化設計。
根據模態振型確定幾種結構優化方案，再利用Nastran求解器進行模態分析，確定最優化方案如圖5。
展開 
電動汽車NVH優化
整體上電驅總成主觀評價提升到6.75 分，僅在起步階段有輕微“嗚嗚”聲，此電驅系統NVH 性能在競品對標中處于領先水平。同時通過此案例，為電驅總成噪聲系統性的解決方案積累了經驗。
電動汽車電機NVH技術！
電動汽車電機NVH技術！
純電動汽車電機NVH控制
純電動汽車電機NVH控制
電動車高速減速器NVH優化研究
關鍵詞：高速減速器；NVH；齒輪傳動；模態分析
1 引言
隨著電動汽車行業的快速發展，電機也朝著高效率高功率密度的方向不斷提升，電機的轉速也在不斷加大。為了順應電機的發展趨勢，與之匹配的減速器的輸入轉速也在不斷提高，最高輸入轉速需求已經達到15000rpm～20000rpm，這對于高速齒輪傳動的NVH提出了巨大的挑戰。本文主要分析研究某電動汽車高速減速器NVH問題，并進行相關優化驗證。
2 問題分析
某電動汽車使用的電驅總成的電機最高輸出功率為150kw，最大輸出扭矩310Nm，最高輸出轉速為16000rpm，整車行駛過程中反映在全油門加速過程中全轉速存在齒輪嘯叫，尤其在電機輸出轉速為5500～7500rpm最明顯，不可接受。
展開 純電動汽車驅動電機NVH開發
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電動車高速減速器NVH優化研究
作者：邵鵬丨上海汽車變速器有限公司丨電驅未來
關鍵詞：高速減速器；NVH；齒輪傳動；模態分析
1 引言
隨著電動汽車行業的快速發展，電機也朝著高效率高功率密度的方向不斷提升，電機的轉速也在不斷加大。為了順應電機的發展趨勢，與之匹配的減速器的輸入轉速也在不斷提高，最高輸入轉速需求已經達到15000rpm～20000rpm，這對于高速齒輪傳動的NVH提出了巨大的挑戰。本文主要分析研究某電動汽車高速減速器NVH問題，并進行相關優化驗證。
2 問題分析
某電動汽車使用的電驅總成的電機最高輸出功率為150kw，最大輸出扭矩310Nm，最高輸出轉速為16000rpm，整車行駛過程中反映在全油門加速過程中全轉速存在齒輪嘯叫，尤其在電機輸出轉速為5500～7500rpm最明顯，不可接受。該電機匹配的是一款高轉速單檔減速器，采用的是兩級齒輪傳動，結構如圖1所示。經過聲學數據采集分析（如圖2），確定齒輪嘯叫的階次為21階，屬于減速器一級齒輪嚙合階次，能量最大的區域在減速器輸入軸5500～7500rpm，與整車反映的嘯叫問題完全一致，需進行高速齒輪NVH優化。
展開 純電動汽車驅動電機NVH開發探討！
純電動汽車驅動電機NVH開發探討！
新能源電動汽車驅動系統NVH特征及控制策略
新能源電動汽車驅動系統NVH特征及控制策略
純電動汽車電驅動總成NVH分析與優化研究
作者：劉祥環丨中南大學
隨著純電動汽車產業的發展，電驅動總成的集成程度越來越高，國內零部件廠商的“二合一”“三合一”“六合一”的驅動系統總成都陸續面世。在給整車客戶帶來快速方便的動力匹配的同時，電驅動系統一直存在的問題及產生的原因也越來越復雜，這其中就包括動力總成的NVH、效率及綜合耐久性問題等。
電驅動總成嘯叫原因分析
純電動汽車電驅動總成通常由電機和減速器組成，多采用永磁同步電機加兩級減速器的組合形式。電驅動總成存在嘯叫的原因復雜，主要包括：電機電磁激勵、減速器系統共振和電驅動總成系統耦合模態共振等。結合某型號電驅動總成在整車試驗過程中，客戶發現存在結構共振問題，本文主要通過MASTA軟件分析，對動力總成進行仿真分析，找出動力總成出現結構共振的原因，并加以修正。
在整車搭載NVH測試過程中，可通過LMS數據采集前端采集車內近場噪聲數據，將采集到的數據通過LMS Test.Lab數據分析軟件對近場噪聲進行噪聲階次分析，找出發生嘯叫的對應階次，再通過嘯叫噪聲階次分析，判斷嘯叫噪聲的激勵源。
展開 新能源汽車結構特征及對NVH的挑戰
因此，純電動汽車各部件的布置具有很大的靈活性。
其次，純電動汽車驅動系統的布置不同，如獨立的四輪驅動系統和輪轂電動機驅動系統等，會使系統結構區別很大;采用不同類型的電動機，如直流電動機和交流電動機，會影響到純電動汽車的質量、尺寸和形狀;不同類型的儲能裝置，如蓄電池，也會影響純電動汽車的質量、尺寸及形狀。由于純電動汽車動能的傳遞主要是通過柔性的電纜，即減少了大量用剛性的機械件連接部件的動能傳遞，因此純電動汽車各部件的布置具有較大的靈活性，并且蓄電池組也可分散布置,作為配重物來布局。
2.2 電動汽車對NVH的挑戰及應對措施
驅動電機的主要噪聲是風噪、路噪，汽車在行駛過程中，電機和驅動系統會有嘯叫;對于電動汽車，主要的振動源就是電動壓縮機所產生的振動；在電控系統和電池系統方面,高頻噪聲尤為突出;純電動汽車在環保方面要優于其他能源汽車，但是由于熱管理系統的存在，新的NVH問題也隨之出現。通過改進電動壓縮機的性能來減小振動。盡管電機噪聲比內燃機噪聲易于控制，但仍需花費大量精力開發電機機械隔離與隔聲策略。
展開 蔚來汽車 | 高性能電動SUV驅動系統NVH挑戰
3月22日，由T9特玖展覽舉辦的第六屆汽車動力傳動及電驅動NVH技術研討會在上海順利閉幕了，蔚來汽車電驅動副總監張亮博士受邀做了《高性能電動SUV驅動系統NVH挑戰》的精彩演講會議現場由李會凱代講，下面是此次演講的PPT分享。
來源：汽車NVH之家
