电驱动系统是纯电动汽车的关键总成,高速、高效、高密度、低振动噪音是其重点发展方向。随着电驱动系统高速化、集成化的发展趋势,电驱动系统相比传统动力总成,由于缺少发动机噪声的掩蔽效应,电机电磁噪声、齿轮啮合阶次噪声等中高频噪声日益凸显;同时高速化发展使得系统固有频率密集、局部模态增多、潜在共振点更多;集成化发展使得系统整体耦合度更高、系统动态响应更为复杂;因此电驱动系统出现了一系列新的NVH问题,形成了更为严峻的挑战。针对以上NVH问题现状,开展斜齿轮承载接触快速分析建模、齿轮三维修形分析及多目标优化、高速电驱动系统刚柔耦合建模及动力学特性分析、电驱动系统振动噪声分析及优化研究,完成纯电动汽车电驱动系统振动噪声建模、仿真、分析到优化的工作流程。本文依托国家重点研发计划“高性能精密一体化驱动电机系统研制”项目,主要研究内容包括以下五个方面:1)针对有限元法建模繁琐/求解慢、解析法适应范围差/求解精度低等问题,提出一种混合有限元法与赫兹接触理论的斜齿轮承载接触快速分析模型。该模型可考虑轻量化轮体结构、齿轮修形、啮合错位、齿侧间隙、装配及制造误差等因素影响,同时兼顾计算精度与求解效率。采用参数化建模手段,基于有限元原理与赫兹接触理论实现齿面柔度矩阵的精确计算,无需分离变形量且不依赖有限元软件,可快速求解斜齿轮副时变啮合刚度、静态传递误差以及齿面载荷分布等齿轮NVH关键性能指标。2)以某纯电动汽车电驱动系统减速器齿轮副为研究载体,基于搭建的斜齿轮承载接触分析模型分析了扭矩、齿轮啮合错位量、正弦/随机误差等制造/装配误差、齿轮轻量化轮体的轴孔直径、轮辐厚度、轮缘厚度等影响因素对电驱动系统减速器齿轮副传递误差、时变啮合刚度等关键NVH激励源指标的影响特性,并针对上述参数变化下的齿轮NVH性能指标的变化规律进行了深入分析与研究。3)针对电驱动系统减速器齿轮修形多目标优化问题,首先进行齿轮三维修形分析,获取修形空间内NVH、强度及耐久性等齿轮性能指标的演变规律以及齿轮修形参数间的协同特性;其次,基于三维修形分析开展了齿轮修形的多工况分步优化设计策略,获取近似最优设计;再次,基于NSGA-II多目标优化算法,针对传递误差峰峰值及其1阶谐波、齿面接触应力峰值等目标进行了齿轮修形多目标优化;最后,基于蒙特卡洛模拟引入随机制造误差激励,探讨制造误差对NVH、强度、耐久性等指标的鲁棒性影响,并针对多目标优化候选方案进行稳健性分析及优化。4)针对高速化、集成化电驱动系统NVH问题,如高转速导致系统固有频率密集、局部模态增多,电机转矩脉动、径向电磁力与齿轮传递误差等多个NVH激励源作用下的系统复杂动态响应,电驱动系统整体变形的强耦合性等问题,考虑电机结构、齿轮-轴-轴承的转子系统以及差速器、电驱动系统箱体等异形部件,同时考虑电磁激励与传递误差激励,搭建电驱动系统刚柔耦合动力学模型,并研究系统动力学响应计算方法。最后,分别针对驱动电机径向力、转矩脉动以及齿轮副传递误差等NVH激励源作用下的电驱动系统动态响应进行了对比分析,获取各激励源作用下的系统动态特性变化规律。5)基于电驱动系统NVH台架试验,利用阶次跟踪定理进行加速、滑行等4种NVH工况下电驱动系统振动噪声表现分析,并进行NVH问题定位及激励源识别。其次,为方便对系统动力学响应进行共振频率定位,并为系统振动特性分析及结构动力优化提供依据,开展了电驱动系统关键零部件的仿真模态分析,并进行了模态试验验证。最后,为解决大量迭代优化带来的计算效率问题,引入基于表面振速法的电驱动系统噪声辐射快速仿真分析方法,并针对某纯电动汽车电驱动系统NVH问题,基于齿轮修形进行了电驱动系统NVH优化,基于系统悬置处的动力学响应以及在箱体表面的速度均方根对比分析表明,该优化方法效果显著。