CN111506982B - 电机噪声优化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电机噪声优化方法，包括：获取初始电机和初始端盖的初始共振区域；根据所述初始共振区域制作改进端盖；重复上述步骤，以依次改进端盖；将最后制作的改进端盖安装于初始电机上，获得改进电机，并进行整车测试，以获取整车与改进电机的改进共振区域；继续改进所述改进端盖，以获得再次改进端盖，直至整车测试后，整车与电机的共振区域的共振带带宽进一步缩小。本发明基于对电机端盖模态进行分析，从而针对性优化端盖结构，对驱动电机整体噪声的优化效果明显，且模态分析时间短、模态分析结果准确、端盖结构优化、端盖制作周期短，节省了整改费用和时间。

Description

电机噪声优化方法
技术领域
本发明属于汽车技术领域，特别涉及一种电机噪声优化方法。
背景技术
新能源汽车，尤其是纯电动汽车，因为整车运行过程中没有了发动机的运行噪声，许多被传统发动机运行噪声掩蔽的其他噪声显得额外引人关注。其中纯电动汽车驱动电机的噪声，因其声品质较差(高频、尖锐、刺耳)，对乘客的驾乘体验影响较大。
现有的驱动电机噪声的优化方法，主要集中于对电机电磁方案的优化，
现有对电机电磁方案优化调整的方法，电磁仿真结果与实际产品的表现，差异较大，且因电磁方案的调整，电机控制器需对新方案的驱动电机进行重新标定，才能使驱动电机正常运行。整个整改周期耗时较长，整改费用高昂，是很多纯电动汽车研发、上市的瓶颈。
发明内容
针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种电机噪声优化方法、方法及电机。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种电机噪声优化方法，应用于电机系统，所述电机系统包括初始电机，所述初始电机上设有初始端盖，包括如下步骤：
获取初始电机和初始端盖的初始共振区域；
根据所述初始共振区域制作改进端盖；
重复上述步骤，以依次改进端盖；
将最后制作的改进端盖安装于初始电机上，获得改进电机，并进行整车测试，以获取整车与改进电机的改进共振区域；
继续改进所述改进端盖，以获得再次改进端盖，直至整车测试后，整车与电机的共振区域的共振带带宽进一步缩小。
作为优选，获取初始电机和初始端盖的初始共振区域的步骤包括：
电机噪声、振动与声振粗糙度台架测试所述初始电机的噪声，提取第一彩图；
对所述初始端盖进行模态分析，提取第一端盖振型；
对比所述第一彩图和所述第一端盖振型，识别出初始共振区域。
作为优选，根据所述初始共振区域制作改进端盖的步骤包括；
根据所述初始共振区域，制作出第一次改进端盖；
对所述第一次端盖进行模态分析，提取第二端盖振型；
对比所述第一彩图和所述第二端盖振型，识别出第一次改进共振区域，使共振带带宽进一步缩小，或将共振带的频率前移或后移，据此制作出第二改进端盖；
所述初始电机由所述第二次改进端盖代替所述初始端盖，获得第一次改进电机；
所述第一次改进电机在机电机噪声、振动与声振粗糙度台架测试第一次改进电机噪声，提取第二彩图；
对比所述第一彩图和所述第二彩图；
上述步骤重复进行。
作为优选，将最后制作的改进端盖安装于初始电机上，获得改进电机，并进行整车测试，以获取整车与改进电机的改进共振区域的步骤包括：
将所述改进电机安装于整车上，在所述整车上对改进电机近场噪声进行工况测试，提取第三彩图；
分析第三彩图，识别出所述改进电机在受约束状态下的改进共振区域。
作为优选，继续改进所述改进端盖，以获得再次改进端盖，直至整车测试后，整车与电机的共振区域的共振带带宽进一步缩小的步骤包括：
根据所述改进共振区域，对所述改进端盖改进结构，获得再次改进端盖；
对所述再次改进端盖进行模态分析，获取第三端盖振型；
对所述第三端盖振型与第三彩图进行对比分析，使第三共振区域的共振带带宽进一步缩小，或将共振带的频率前移或后移；
上述步骤重复进行。
作为优选，对端盖进行模态分析，提取前4阶的端盖振型。
作为优选，根据共振区域制作出所述改进端盖或再次改进端盖的依据是，对所述改进端盖或再次改进端盖的结构进行局部加强或削弱。
作为优选，所述改进端盖或再次改进端盖在径向上对结构进行加强或削弱。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：本发明基于对电机端盖模态进行分析，从而针对性优化端盖结构，对驱动电机整体噪声的优化效果明显，且模态分析时间短、模态分析结果准确、端盖结构优化、端盖制作周期短，大大节省了整改费用和时间。
附图说明
图1为本发明中的电机噪声优化方法的整体流程图；
图2为本发明中的电机噪声优化方法的电机系统优化的流程图；
图3为本发明中的电机噪声优化方法的整机系统优化的流程图。
图4是对某纯电动轻客车型的驱动电机不同频率下振幅的测试结果。
图5是对某纯电动轻客车型的驱动电机不同频率下噪声(分贝)的测试结果。
图6是通过调整端盖的结构设计，优化端盖的模态振型。
图7是制作的新驱动电机端盖结构。
图8是最后优化后的整车NVH实测结果。
具体实施方式
使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作详细说明。
实施例1
一种电机噪声优化方法，应用于电机系统，电机系统包括初始电机，初始电机上设有初始端盖，包括如下步骤：
获取初始电机和初始端盖的初始共振区域；
根据初始共振区域制作改进端盖；
重复上述步骤，以依次改进端盖；
将最后制作的改进端盖安装于初始电机上，获得改进电机，并进行整车测试，以获取整车与改进电机的改进共振区域；
继续改进改进端盖，以获得再次改进端盖，直至整车测试后，整车与电机的共振区域的共振带带宽进一步缩小。
实施例2
获取初始电机和初始端盖的初始共振区域的步骤包括：
电机NVH(Noise、Vibration、Harshness噪声、振动与声振粗糙度)台架测试初始电机的噪声，提取第一彩图(colormap)；
对初始端盖进行模态分析，提取提取前4阶主要振型的第一端盖振型；
对比第一彩图和第一端盖振型，识别出疑似的初始共振区域。
实施例3
根据初始共振区域制作改进端盖的步骤包括；
根据疑似的初始共振区域，对端盖结构进行局部加强或削弱，制出第一次改进端盖，对第一次改进端盖进行模态分析，提取第二端盖振型；
对比第一彩图和第二端盖振型，识别出第一次改进共振区域，使共振带带宽进一步缩小，或将共振带的频率前移或后移，以据此制作第二次改进端盖。
初始电机由第二次改进端盖代替初始端盖，获得第一次改进电机；
第一次改进电机在机电机噪声、振动与声振粗糙度台架测试第一次改进电机噪声，提取第二彩图；
对比第一彩图和第二彩图；
上述步骤重复进行。
实施例4
将最后制作的改进端盖安装于初始电机上，获得改进电机，并进行整车测试，以获取整车与改进电机的改进共振区域的步骤包括：
将改进电机安装于整车上，改进电机也可能跟其他零部件产生共振区域，在整车上对改进电机近场噪声进行工况测试，提取第三彩图；
分析第三彩图，识别出改进电机在受约束状态下的疑似的改进共振区域。
实施例5
继续改进改进端盖，以获得再次改进端盖，直至整车测试后，整车与电机的共振区域的共振带带宽进一步缩小的步骤包括：
根据意思的改进共振区域，对改进端盖改进结构，对端盖结构进行局部加强或削弱，获得再次第一次改进端盖；
对再次第一次改进端盖进行模态分析，获取第三端盖振型；
对第三端盖振型与第三彩图进行对比分析，使第三共振区域的共振带带宽进一步缩小，或将共振带的频率前移或后移，以再次第二次对端盖进行改进。
上述步骤重复进行。
对端盖进行模态分析，提取前4阶的端盖振型。
根据共振区域制作出改进端盖或再次改进端盖的依据是，对改进端盖或再次改进端盖的结构进行局部加强或削弱。
改进端盖或再次改进端盖在径向上对结构进行加强或削弱。
对某纯电动轻客车型进行的测试，结果如图4-图5所示。
经过分析可知，该驱动电机装配到整车后，在1169.98Hz、1500Hz、2231.7Hz存在较大幅值的共振区域。
通过调整端盖的结构设计，优化端盖的模态振型，如图6所示。
从模态仿真结果可知，Changer1方案---局部加强驱动电机前端盖径向结构的方案，振动最小，可明显减少骤测得的colormap中的共振区域。
制作的新驱动电机端盖结构如图7所示。
最后，优化后的整车NVH实测结果如图8所示。
由结果可知，原共振区域已明显缩小，且共振幅值大幅减少。实车驾评未出现明显的电机啸叫声。
整个分析过程含NVH测试、NVH对比分析、端盖优化、机加工、整车换装、测试，整改费用低。
综上，本发明提出的基于端盖模态分析的纯电动汽车驱动电机噪声优化的方法，可有效优化驱动电机噪声水平，节省整车开发时间、成本。
本发明提出的新型优化方案，可快速、显著提升驱动电机噪声水平，提高纯电动车的整车NVH性能，端盖模态分析的方法已十分成熟、准确，端盖的制作周期短、成本低，可大幅缩短驱动电机噪声整改时间，加速整车投产，具有很好的推广和实用价值，推广应用后，可提高整车的市场竞争力。
以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种电机噪声优化方法，应用于电机系统，所述电机系统包括初始电机，所述初始电机上设有初始端盖，其特征在于，包括如下步骤：
S1、获取初始电机和初始端盖的初始共振区域，步骤包括：
电机噪声、振动与声振粗糙度台架测试所述初始电机的噪声，提取第一彩图；
对所述初始端盖进行模态分析，提取第一端盖振型；
对比所述第一彩图和所述第一端盖振型，识别出初始共振区域；
S2、根据所述初始共振区域制作改进端盖，步骤包括：
根据所述初始共振区域，制作出第一次改进端盖；
对所述第一次端盖进行模态分析，提取第二端盖振型；
对比所述第一彩图和所述第二端盖振型，识别出第一次改进共振区域，使共振带带宽进一步缩小，或将共振带的频率前移或后移，据此制作出第二改进端盖；
所述初始电机由所述第二次改进端盖代替所述初始端盖，获得第一次改进电机；
所述第一次改进电机在机电机噪声、振动与声振粗糙度台架测试第一次改进电机噪声，提取第二彩图；
对比所述第一彩图和所述第二彩图；重复上述步骤，以依次改进端盖；
S3、将最后制作的改进端盖安装于初始电机上，获得改进电机，并进行整车测试，以获取整车与改进电机的改进共振区域，步骤包括：
将所述改进电机安装于整车上，在所述整车上对改进电机近场噪声进行工况测试，提取第三彩图；
分析第三彩图，识别出所述改进电机在受约束状态下的改进共振区域；
S4、继续改进所述改进端盖，以获得再次改进端盖，直至整车测试后，整车与电机的共振区域的共振带带宽进一步缩小，步骤包括：
根据所述改进共振区域，对所述改进端盖改进结构，获得再次改进端盖；
对所述再次改进端盖进行模态分析，获取第三端盖振型；
对所述第三端盖振型与第三彩图进行对比分析，使第三共振区域的共振带带宽进一步缩小，或将共振带的频率前移或后移；
上述步骤重复进行。
2.根据权利要求1所述的电机噪声优化方法，其特征在于， 对端盖进行模态分析，提取前4阶的端盖振型。
3.根据权利要求1所述的电机噪声优化方法，其特征在于，根据共振区域制作出所述改进端盖或再次改进端盖的依据是，对所述改进端盖或再次改进端盖的结构进行局部加强或削弱。
4.根据权利要求1所述的电机噪声优化方法，其特征在于，所述改进端盖或再次改进端盖在径向上对结构进行加强或削弱。
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