CN109738057A - 新能源汽车电驱动总成噪音测试设备及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新能源汽车电驱动总成噪音测试设备，包括用于容纳被测物的半消声室、用于向被测物提供电能的电池模拟器、用于对被测物提供负载扭矩的测功机、与测功机和被测物连接的传动轴以及设置于半消声室内部且套设于传动轴上的隔音罩，被测物为新能源汽车电驱动总成。本发明的新能源汽车电驱动总成噪音测试设备，可以实现新能源汽车电驱动总成的噪音测试；而且通过设置隔音罩可有效控制由半消声室外传入的背景噪声，测试结果更真实，确保了测试结果的准确性。本发明还提供了一种新能源汽车电驱动总成噪音测试方法。

Description

新能源汽车电驱动总成噪音测试设备及其测试方法

技术领域

本发明属于汽车制造技术领域，具体地说，本发明涉及一种新能源汽车电驱动总成噪音测试设备及其测试方法。

背景技术

随着技术发展和市场的改变，新能源汽车已经在汽车市场占据了重要地位。汽车动力总成研发过程中，NVH(噪声、振动与声振粗糙度)性能至关重要，因为噪声和振动给予驾驶员的驾驶感受是最直接的。

现有的动力总成半消音室测试台架已经满足不了新能源汽车电驱动总成的NVH性能测试要求，开发具备新能源汽车电驱动总成噪声测试条件的半消音测试台架已经迫在眉睫。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种新能源汽车电驱动总成噪音测试设备及其测试方法，目的是实现新能源汽车电驱动总成的噪音测试。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：新能源汽车电驱动总成噪音测试设备，包括用于容纳被测物的半消声室、用于向被测物提供电能的电池模拟器、用于对被测物提供负载扭矩的测功机、与测功机和被测物连接的传动轴以及设置于半消声室内部且套设于传动轴上的隔音罩，被测物为新能源汽车电驱动总成。

所述测功机和所述电池模拟器均位于所述半消声室的外部。

所述测功机设置两个，各个测功机分别通过一个传动轴与所述被测物连接。

所述的新能源汽车电驱动总成噪音测试设备还包括设置于所述半消声室的内部且用于测量被测物发出的噪音的声压计。

所述半消声室包括外隔声墙、设置于外隔声墙内侧的内隔声墙和设置于内隔声墙上的消声尖劈。

所述传动轴的材质为碳纤维。

本发明还提供了一种新能源汽车电驱动总成噪音测试方法，采用上述的测试设备，且包括步骤：

S1、将被测物置入半消声室中，将被测物与传动轴连接；

S2、被测物运转，采集测试数据；

S3、根据采集的测试数据，评估被测物的噪声及振动性能。

本发明的新能源汽车电驱动总成噪音测试设备，可以实现新能源汽车电驱动总成的噪音测试；而且通过设置隔音罩可有效控制由半消声室外传入的背景噪声，测试结果更真实，确保了测试结果的准确性。

附图说明

本说明书包括以下附图，所示内容分别是：

图1是本发明新能源汽车电驱动总成噪音测试设备的俯视图；

图2是轴承座的结构示意图；

图3是轴承座的主视图；

图4是轴承座的侧视图；

图5是轴承座的俯视图；

图中标记为：1、外隔声墙；2、内隔声墙；3、轴承座；301、底板；302、定位块、303、支柱；304、第一加强筋；305、第二加强筋；306、安装面板；307、第一避让孔；308、轴孔；4、新能源汽车电驱动总成；5、电池模拟器；6、逆变器；7、测功机；8、传动轴；9、消声劈尖；10、地板；11、隔音罩。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。

需要说明的是，在下述的实施方式中，所述的“第一”和“第二”并不代表结构和/或功能上的绝对区分关系，也不代表先后的执行顺序，而仅仅是为了描述的方便。

如图1所示，本发明提供了一种新能源汽车电驱动总成噪音测试设备，包括用于容纳被测物的半消声室、用于向被测物提供电能的电池模拟器、用于对被测物提供负载扭矩的测功机7、与测功机7和被测物连接的传动轴8以及设置于半消声室内部且套设于传动轴8上的隔音罩11，被测物为新能源汽车电驱动总成，新能源汽车电驱动总成用于提供向新能源汽车的车轮提供驱动力，实现新能源汽车的行驶。

具体地说，如图1所示，半消声室的主要作用是为电驱动总成噪音测试提供一个半自由声场空间(半自由声场空间是指声波在无限大空间传播时，除地板外，不存在任何反射体)，被测物放置在半消声室的内部。在新能源汽车上，电驱动总成由动力电池提供电能，电池模拟器用于模拟动力电池，满足测试需要，电池模拟器用于给电驱动总成提供直流电压。

如图1所示，测功机7通过传动轴8与被测物连接，传动轴8的一端与被测物的动力输出端连接，传动轴8的另一端与测功机7连接。传动轴8为水平设置，传动轴8穿过半消声室的墙体，测功机7和电池模拟器均位于半消声室的外部。传动轴8的材质为碳纤维，强度高，重量轻，转动时噪声小。

如图1所示，隔音罩11设置在半消声室的内部，隔音罩11罩住传动轴8的位于半消声室内部的部分，隔音罩11用于隔离半消声室外的噪声，避免外部噪声穿入半消声室内部，保证了半消声室声学质量，降低了半消声室内的背景噪声，提高了测试结果的准确性。

如图1所示，在本实施例中，测功机7设置两个，各个测功机7分别通过一个传动轴8与被测物连接。被测物的动力输出端分别与两个传动轴8连接，被测物位于两个传动轴8之间，两个传动轴8为同轴设置，半消声室位于两个测功机7之间。各个传动轴8上分别套设一个隔音罩11，隔音罩11的一端端面与半消声室的内壁面贴合。

本发明的新能源汽车电驱动总成噪音测试设备还包括设置于被测物上且用于测量振动加速度的振动加速度计和设置于半消声室的内部且用于测量被测物发出的噪音的声压计。被测物上设置测试点，振动加速度计设置于测试点处，以在被测物运转过程中测量该测试点的振动加速度。声压计布置在被测物的周围，声压计与被测物之间具有一定的一定距离，测量由被测物发出的噪音。振动加速度计和声压计与控制系统电连接，振动加速度计将获取的振动加速度数据传输至控制系统，声压计将获取的噪音数据传输至控制系统，完成测试数据的采集。电驱动总成在测试过程中处于扭矩控制模式，测功机7由电机变频器控制，处于转速控制模式。

如图1所示，半消声室包括地板、外隔声墙1、设置于外隔声墙1内侧的内隔声墙2和设置于内隔声墙2上的消声尖劈。地板为水平设置，隔音罩11设置于地板上，外隔声墙1和内隔声墙2为竖直设置于地板上，外隔声墙1位于内隔声墙2的外部，外隔声墙1包围内隔声墙2，内隔声墙2包围被测物和隔音罩11等部件，外隔声墙1与内隔声墙2之间距离一定的距离，形成双层中空墙体。消声尖劈设置在内隔声墙2的内壁面上，消声尖劈具有强吸声能力，确保半消声室取得良好的自由声场性能，使消声室除地面以外，没有来自其他表面的声波反射。因此整个实验室可看作一个近似的半自由场。

如图1所示，本发明的新能源汽车电驱动总成噪音测试设备还包括设置于半消声室内部且用于对传动轴8提供支撑的轴承座，轴承座位于被测物与隔音罩11之间，轴承座设置两个且被测物位于两个轴承座之间。如图2至图5所示，该轴承座包括支撑座和设置于支撑座上且高度位置可调的安装面板306，支撑座设置于地板上。支撑座包括底板301、设置于底板301上的两个支柱303、与支柱303和底板301连接的第一加强筋304以及与两个支柱303连接的第二加强筋305。

如图2至图5所示，底板301为水平设置，底板301为矩形平板，底板301与半消声室的地板固定连接，支柱303为竖直设置，两个支柱303朝向底板301的上方延伸，支柱303的下端与底板301固定连接，支柱303与底板301相垂直。支柱303具有一定的长度，支柱303是横截面(该横截面是指与支柱303的长度方向相垂直的平面)为矩形的杆状结构，安装面板306设置于两个支柱303上且安装面板306为竖直设置，各个支柱303的一个侧面与安装面板306的同一侧面贴合，增加了安装面板306与支柱303的有效接触面积和预紧力。轴承安装在安装面板306上，安装面板306具有让传动轴8穿过的轴孔308，轴孔308为圆孔且该轴孔308为在安装面板306上沿板厚方向贯穿设置的通孔。

如图2至图5所示，第一加强筋304设置两个且两个第一加强筋304分别与一个支柱303连接。第一加强筋304为倾斜设置，两个第一加强板相平行，第一加强筋304与支柱303和底板301为焊接连接。第一加强筋304具有一定的长度，第一加强筋304的上端是在支柱303的长度方向上的两端之间的位置处与支柱303固定连接，第一加强筋304的下端与底板301固定连接，第一加强筋304朝向支柱303的侧下方延伸，第一加强筋304的长度方向与支柱303的长度方向之间具有夹角且该夹角为锐角。第二加强筋305位于两个支柱303之间且第二加强筋305与支柱303相垂直，第二加强筋305与支柱303为焊接连接，第二加强筋305并位于底板301的上方且第二加强筋305与底板301相平行，第二加强筋305是在支柱303的长度方向上的两端之间的位置处与支柱303固定连接。支撑座的两支柱303之间、支柱303与底板301之间均通过加强筋加固，提高了轴承座的整体刚性和稳定性。

如图2至图5所示，安装面板306通过第一螺栓与支柱303连接，安装面板306具有让第一螺栓穿过的第一避让孔307，支柱303具有让第一螺栓插入的内螺纹孔，第一避让孔307为腰型孔且第一避让孔307的长度方向与支柱303的长度方向相平行。第一避让孔307为在安装面板306上沿板厚方向贯穿设置的通孔，轴孔308位于安装面板306的上端，第一避让孔307位于轴孔308的下方，所有第一避让孔307按照两列进行布置且各列具有同等数量的第一避让孔307，位于同一列的所有第一避让孔307为沿安装面板306的长度方向依次布置且为等距分布。第一避让孔307的长度大于第一螺栓的直径，第一避让孔307的宽度与第一螺栓的直径大小相等。安装面板306通过多个第一螺栓与支柱303连接，安装面板306上的第一避让孔307设置多个且各个第一避让孔307中分别插入一个第一螺栓，安装面板306通过同等数量的第一螺栓安装在两个支柱303上。两个支柱303上设置同等数量的内螺纹孔，支柱303上的所有内螺纹孔为沿支柱303的长度方向依次布置且为等距分布，支柱303上的让第一螺栓拧入的内螺纹孔的数量多于第一避让孔307的数量。在第一螺栓拧松后，安装面板306可以在竖直方向上进行上下滑动，可以安装面板306的对高度进行微调和粗调，实现轴承座整体高度尺寸的调节。在安装面板306调节至合适高度后，拧紧第一螺栓，将安装面板306固定在两个支柱303上。采用螺栓固定的方式，方便拆装。

如图2至图5所示，支撑座还包括用于对安装面板306起定位作用的两个定位块302，两个定位块302分别设置于一个支柱303上，安装面板306位于两个定位块302之间。定位块302通过第二螺栓与支柱303连接，定位块302具有让第二螺栓穿过的第二避让孔，第二避让孔为圆孔，支柱303具有让第二螺栓插入的内螺纹孔。定位块302具有一定的长度且定位块302的长度方向与支柱303的长度方向相平行，定位块302和安装面板306位于支柱303的同一侧，两个定位块302分别位于安装面板306的一侧，安装面板306可以在两个定位块302之间上下滑动，从而调节了轴承座的高度。

本发明还提供了一种新能源汽车电驱动总成噪音测试方法，采用上述结构的测试设备，且包括如下的步骤：

S1、将被测物置入半消声室中，将被测物与传动轴8连接；

S2、被测物运转，采集测试数据；

S3、根据采集的测试数据，评估被测物的噪声及振动性能。

如图1所示，电池模拟器的电压输出端与逆变器的进线端相连，可根据要求设置不同的电压值。逆变器位于半消声室的外部，逆变器与被测物连接。

在上述步骤S1中，将被测物固定在半消声室内的地板上，并将被测物的动力输出端与传动轴8连接，完成被测物的安装。

在上述步骤S2中，进行电驱动总成噪音测试时，电池模拟器提供电能，使得被测物能够进行运转，在被测物进行运转的过程中，振动加速度计测量被测物上的测试点的振动加速度，声压计测量被测物发出的噪音，振动加速度计将获取的振动加速度数据传输至控制系统，声压计将获取的噪音数据传输至控制系统。而且设置振动加速度计和声压计的最高采样频率为96kHz，确保采集的数据真实可靠。而且针对不同的电驱动总成，可按要求设定电池模拟器的输出端直流电压幅值。

在上述步骤S3中，测试数据采集成功后，使用专业NVH软件，评估电驱动总成噪声及振动性能，获得评估结果。使得设计人员可以根据评估结果，针对性的改善电驱动总成设计，最终满足设计要求。

本发明的新能源汽车电驱动总成噪音测试设备具有如下的优点：

1、可满足不同的新能源汽车动力总成在半消声室内噪声及振动实验，节省社会资源；

2、可针对新能源电驱动总成测试不同功率，转速，扭矩要求下的噪声及振动性能，可操作性强；

3、通过特殊吸音装置，可有效控制由半消声室外传入的背景噪声，测试结果更真实；

4、可实现能源回收功能；电池模拟器提供的电能最终被逆变器回馈电网，节能环保。

以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.新能源汽车电驱动总成噪音测试设备，其特征在于，包括用于容纳被测物的半消声室、用于向被测物提供电能的电池模拟器、用于对被测物提供负载扭矩的测功机、与测功机和被测物连接的传动轴以及设置于半消声室内部且套设于传动轴上的隔音罩，被测物为新能源汽车电驱动总成。

2.根据权利要求1所述的新能源汽车电驱动总成噪音测试设备，其特征在于，所述测功机和所述电池模拟器均位于所述半消声室的外部。

3.根据权利要求1或2所述的新能源汽车电驱动总成噪音测试设备，其特征在于，所述测功机设置两个，各个测功机分别通过一个传动轴与所述被测物连接。

4.根据权利要求1至3任一所述的新能源汽车电驱动总成噪音测试设备，其特征在于，还包括设置于所述半消声室的内部且用于测量被测物发出的噪音的声压计。

5.根据权利要求1至4任一所述的新能源汽车电驱动总成噪音测试设备，其特征在于，所述半消声室包括外隔声墙、设置于外隔声墙内侧的内隔声墙和设置于内隔声墙上的消声尖劈。

6.根据权利要求1至5任一所述的新能源汽车电驱动总成噪音测试设备，其特征在于，所述传动轴的材质为碳纤维。

7.新能源汽车电驱动总成噪音测试方法，其特征在于，采用权利要求1至6任一所述的测试设备，且包括步骤：

S1、将被测物置入半消声室中，将被测物与传动轴连接；

S2、被测物运转，采集测试数据；

S3、根据采集的测试数据，评估被测物的噪声及振动性能。