电驱动总成NVH性能分析与优化

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汽车驾驶的舒适性与作为电动汽车核心部件的电驱动总成有关,电驱动总成的振动噪声的表现直接影响电动汽车的NVH性能。随着全球的电动汽车热潮的推进,电驱动总成的NVH性能越来越受到重视,逐渐成为研究学者们的研究重点。本文对驱动电机进行理论分析推导,得到了驱动电机气隙磁通密度与气隙电磁力的数学表达式。基于Maxwell建立了驱动电机的电磁场分析模型,以理想三相正弦电流作为激励,仿真计算得到了驱动电机的输出扭矩波动。计算驱动电机气隙磁场的磁通密度与电磁力,并通过傅立叶变换对气隙磁场的磁场密度与电磁力进行空间特性与频谱特性的分析,其分析结果与理论推导结果一致。考虑定子铁芯叠压效应及绕组质量的同时,建立电驱动总成的结构有限元模型,进行模拟台架实验安装状态的约束模态分析。基于AVL EXCITE PU建立电驱动总成齿轴系统的动力学分析模型,以驱动电机电磁场分析得到的扭矩波动作为动力学分析模型的输入,经过仿真分析得到齿轴系统中各轴承的轴承力。基于LMS Virtual Lab通过模态叠加法计算电驱动总成的振动响应,并在此基础上可用声学传递向量法进行电驱动总成的声辐射噪声分析。接着在半消声室进行电驱动总成的噪声测试,根据阶次分析法对瞬态工况的噪声进行分析,得到电驱动总成的噪声特性。将噪声实验的A计权声压级频谱与噪声仿真结果进行对比,验证了仿真模型的准确性。以电驱动总成噪声实验采集的噪声作为样本,利用等级评分法进行电驱动总成噪声烦躁度的主观评价分析,并计算各噪声样本的客观声品质评价参数。对主观评价结果与客观评价参数结果进行相关性与回归分析,建立了主观评价与客观参数相关的噪声品质评价模型。基于1/3倍频程频谱分析电驱动总成的噪声,并根据心理声学客观评价参数对于各频段的灵敏度,对齿轮进行微观修形,得到优化后的激励力,并重新导入激励力至电驱动总成模型中,进行声辐射分析,基于计算得到声压级频谱计算客观评价参数,分析发现其噪声品质得到改善。
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