一种主动控制电驱动总成系统噪声的方法与流程

    技术2025-08-01  14


    本发明涉及汽车噪音领域,具体地,涉及一种主动控制电驱动总成系统噪声的方法。


    背景技术:

    1、在新能源汽车领域,电驱动总成系统是一种集成式电驱动总成系统,它取代了传统汽车由发动机+变速箱组成的动力总成系统,由驱动电机和减速器组成,具有集成度高、轻量化、效率高等特点,但是由驱动电机+减速器组成的电驱动总成系统所带来的噪声等相关问题也越来越多,如电机的电磁啸叫噪声、逆变器的开关频率噪声、减速器的加速啸叫、能量回收时的减速啸叫等等。新能源汽车的该类噪声相对于传统汽车存在噪声频率高的特点,顾客较易识别,抱怨度高。因新能源汽车相对传统燃油汽车来说发展时间相对较短,相关噪声控制方法还不是特别完善,或局限于某一特定工况,或局限于某一个或几个特定因子。现有技术往往存在工况设计不全、边界考虑不全面的情况,没有统筹全面考虑前期的仿真分析控制,中期的零件优化控制,后期的修正闭环控制。如因忽略齿轮加工砂轮头数的优选控制,花费大量时间进行啸叫分析、换件验证工作。当前电驱动总成系统噪声控制技术主要存在如下问题或难点:

    2、(1)啸叫噪声分析控制不够全面,从电机出发局限于考虑电磁啸叫,从减速器出发局限于考虑齿轮啸叫;(2)基于电机轴动平衡分析,未考虑包括齿轮的系统动平衡,也未考虑轴齿配合问题;(3)基于齿轮修型进行的减速器齿轮啸叫控制,往往关注加速面修型,经常忽略减速面,而由于减速滑行能量回收工况的存在,减速滑行啸叫往往较突出;(4)只考虑了齿轮修型参数对齿轮啸叫的影响,忽略了齿轮磨齿加工时砂轮头数对啸叫的影响,导致出现鬼频啸叫;(5)电机轴、壳体等模态分析,仅用于考虑结构强度,忽略了高阶次模态耦合问题,导致啸叫局部突出问题。针对上述问题,现有技术中一般都是采用一些单因子或者单工况控制优化措施。如在产品后期发现盖板模态与啸叫频率耦合,存在放大现象,临时设计变更增加盖板厚度等。在产品开发后期,遇到减速器齿轮啸叫或moan等异响问题,只能反复一个一个地更换子零件验证,效率较低,耗时较长。

    3、因此,现急需一种按照产品正向开发思路,对包含驱动电机和减速器的电驱动总成系统的噪声进行全流程主动控制的方法。


    技术实现思路

    1、针对现有技术中的缺陷,本发明的目的是提供一种主动控制电驱动总成系统噪声的方法以解决现有技术中存在的电驱动总成系统噪声控制方法工况设计不全、边界考虑不全面的问题,全面考虑前期仿真优化控制、中期零件优化控制、后期测试验证及修正的闭环控制。从全局上系统考虑,以实现有效控制电驱动总成系统噪声水平、减小或消除典型阶次啸叫,预防各种异响。

    2、为实现上述技术效果,本发明采用如下所述技术方案:

    3、根据本发明的第一个方面,提供一种主动控制电驱动总成系统噪声的方法,包括前期仿真优化控制、中期零件优化控制、后期测试验证及修正;

    4、所述前期仿真优化控制包括以下步骤:

    5、步骤1:通过早期电机电磁噪声仿真分析控制,将电机常见的电磁啸叫噪声24阶啸叫、48阶啸叫、72阶啸叫控制在目标范围内;如电磁噪声不满足目标要求,则进行迭代优化;如满足目标要求,则进入下一步;

    6、步骤2:进行零部件的模态,确认零部件满足结构强度要求并进行避频控制;如模态不满足结构强度或者避频要求,则进行结构迭代优化,如满足要求,则进入中期零件优化控制;

    7、所述中期零件优化控制包括以下步骤:

    8、步骤3:电机转子动平衡分析控制;

    9、步骤4:电机转子系统甩油动不平衡分析,对转子系统进行甩油动不平衡量的分析控制、零部件实验,有效避免后期出现因动平衡问题导致的异响;如甩油动不平衡量不满足目标要求,则进行迭代优化,如满足目标要求,则进入下一步;

    10、步骤5:轴齿配合控制,控制电机轴与一级齿轮配合的止口长度使其满足目标值,同时,采用过盈配合控制电机轴外花键与齿轮内花键的配合;

    11、步骤6:减速器齿轮传递误差计算分析及接触斑点仿真分析;评估不同负荷下齿轮啮合副之间的传递误差及接触斑点,包含驱动面及反拖面,是否满足目标值,若不满足目标值,则进行迭代优化;若满足目标值则进入下一步骤;

    12、步骤7:减速器齿轮加工砂轮头数优选控制,使齿轮加工所用砂轮头数应该与该齿轮的齿数互为质数;

    13、所述后期测试验证及修正包括:

    14、步骤8:齿轮修型参数控制,保证齿轮的三截面精度等级在六级以上;

    15、步骤9:基于台架和整车的电驱动总成噪声测试验证。

    16、优选地,步骤1中的电机的电磁啸叫噪声包括24阶啸叫、48阶啸叫、72阶啸叫。

    17、优选地,步骤1中,如电磁噪声不满足目标要求,所述迭代优化的方式包括电控谐波注入和随机载波。

    18、优选地,步骤2中的零部件模态分析包括分析电机转子模态分析、电机定子模态分析、壳体模态分析、薄壁件模态分析、刚度分析。

    19、优选地,所述薄壁件模态分析中的薄壁件包括高、低压盖板。

    20、优选地,步骤2中的避频包括零部件之间的避频,还包括与第一步中计算的电磁噪声主阶次频率的避频。

    21、优选地,步骤5中,电机轴与一级齿轮配合的止口长度的目标值为不小于7mm。

    22、优选地,步骤8中的齿轮修型参数优化需要结合后期台架或整车的测试结果进行多轮次的优化。

    23、优选地,步骤9中所述基于台架和整车的电驱动总成噪声测试验证具体包括:

    24、步骤91:基于台架的电驱动总成系统nvh测试控制,通过台架测试验证电驱总成系统噪声、振动水平及特征阶次啸叫噪声是否满足目标要求;

    25、步骤92:基于整车的电驱动总成系统nvh测试控制,通过在实验样车上进行电驱动总成系统噪声、振动水平测试,以及主观驾评,验证是否满足目标要求;

    26、步骤93:台架与整车数据对标及台架标准线设定,将不少于10台的电驱动总成在台架上完成振动噪声测试后再装到整车上进行噪声振动测试,将台架数据与整车上数据进行对标及关联性分析,最后制定出台架噪声振动标准;

    27、步骤94:验证客观数据及主观驾评均满足nvh要求。

    28、与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:

    29、本发明方法是面向电驱动总成系统噪声的正向开发,包含驱动电机和减速器。是一种控制电驱动总成系统噪声的全流程方法,包含仿真分析设计、零部件验证、台架及整车验证等,解决现有技术中存在的电驱动总成系统噪声控制方法工况设计不全、边界考虑不全面的问题。本发明方法考虑工况全面,涵盖了设计开发的早期、中期、后期,可较好地控制电驱动总成系统噪声水平,可有效地减小或消除典型阶次啸叫噪声,可极大减小各种异响的发生概率。



    技术特征:

    1.一种主动控制电驱动总成系统噪声的方法,其特征在于,包括前期仿真优化控制、中期零件优化控制、后期测试验证及修正;

    2.根据权利要求1所述的主动控制电驱动总成系统噪声的方法,其特征在于,步骤1中的电机的电磁啸叫噪声包括24阶啸叫、48阶啸叫、72阶啸叫。

    3.根据权利要求1所述的主动控制电驱动总成系统噪声的方法,其特征在于,步骤1中,如电磁噪声不满足目标要求,所述迭代优化的方式包括电控谐波注入和随机载波。

    4.根据权利要求1所述的主动控制电驱动总成系统噪声的方法,其特征在于,步骤2中的零部件模态分析包括分析电机转子模态分析、电机定子模态分析、壳体模态分析、薄壁件模态分析、刚度分析。

    5.根据权利要求4所述的主动控制电驱动总成系统噪声的方法,其特征在于,所述薄壁件模态分析中的薄壁件包括高、低压盖板。

    6.根据权利要求1所述的主动控制电驱动总成系统噪声的方法,其特征在于,步骤2中的避频包括零部件之间的避频,还包括与第一步中计算的电磁噪声主阶次频率的避频。

    7.根据权利要求1所述的主动控制电驱动总成系统噪声的方法,其特征在于,步骤5中,电机轴与一级齿轮配合的止口长度的目标值为不小于7mm。

    8.根据权利要求1所述的主动控制电驱动总成系统噪声的方法,其特征在于,步骤8中的齿轮修型参数优化需要结合后期台架或整车的测试结果进行多轮次的优化。

    9.根据权利要求1所述的主动控制电驱动总成系统噪声的方法,其特征在于,步骤9中所述基于台架和整车的电驱动总成噪声测试验证具体包括:


    技术总结
    本发明提供了一种主动控制电驱动总成系统噪声的方法,包含前期仿真优化控制、中期零件优化控制和后期测试验证及修正步骤,解决现有技术中存在的电驱动总成系统噪声控制方法工况设计不全、边界考虑不全面的问题。本发明提供的主动控制电驱动总成系统噪声的方法考虑工况全面,涵盖了设计开发的早期、中期、后期,可较好地控制电驱动总成系统噪声水平,可有效地减小或消除典型阶次啸叫噪声,可极大减小各种异响的发生概率。

    技术研发人员:徐小翔,曾小春,余达,曹进选,廖善彬,苗瑞刚,倪婷,魏涛,王毅,李政锐
    受保护的技术使用者:江铃汽车股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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