CN114802541A - 一种电动汽车动力系统振动噪声分析优化方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电动汽车噪声优化技术领域，具体而言，涉及一种电动汽车动力系统振动噪声分析优化方法，该方法的步骤包括：在电动汽车行驶过程中，获取电动汽车的振动噪声，并对电动汽车的振动噪声分别进行来源分析、传递路径分析与整车响应分析；优化各个传递路径，并分别对各个传递路径进行单一变量排查，得到各个传递路径的振动噪声衰减贡献量，评估各个传递路径的振动噪声衰减贡献量对电动汽车性能、成本的影响是否可控，若否，则重新优化各个传递路径，并分别对各个传递路径进行单一变量排查；若是，则结合振动噪声的来源分析结果、振动噪声的整车响应分析结果与各个传递路径的评估结果，完成电动汽车的振动噪声优化方案的构建。

Description

一种电动汽车动力系统振动噪声分析优化方法

技术领域

本发明涉及电动汽车噪声优化技术领域，具体而言，涉及一种电动汽车动力系统振动噪声分析优化方法。

背景技术

近年来，随着消费者对新能源汽车认知的转变，新能源汽车市场开始蓬勃发展。电动汽车与传统燃油汽车相比，其中，最本质的区别是动力输出由内燃机变为电机，由于没有内燃机对振动、噪声的掩盖，电机和减速器的振动、啸叫更为明显，这成为电动汽车NVH性能的痛点。并且，成本控制是入门级电动汽车的重要目标，在NVH性能的策略方面，一方面激励源头的控制非常困难；另一方面受成本制约，被动降噪的措施实施也非常有限。另外，后驱动桥式的电动汽车由于缺少用于隔离动力系统振动和噪音的悬置系统，因此，对于后驱动桥式的电动汽车对其NVH性能的优化变得十分困难。基于上述问题，我们设计了一种电动汽车动力系统振动噪声分析优化方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电动汽车动力系统振动噪声分析优化方法，其用于解决上述技术问题。

本发明的实施例通过以下技术方案实现：

一种电动汽车动力系统振动噪声分析优化方法，该方法的步骤包括：

在电动汽车行驶过程中，获取电动汽车的振动噪声，并对电动汽车的振动噪声分别进行来源分析、传递路径分析与整车响应分析，其中，传递路径包括路径Ⅰ、路径Ⅱ、路径Ⅲ和路径Ⅳ；

优化路径Ⅰ、路径Ⅱ、路径Ⅲ和路径Ⅳ，并分别对各个传递路径进行单一变量排查，得到路径Ⅰ、路径Ⅱ、路径Ⅲ和路径Ⅳ的振动噪声衰减贡献量，通过四条路径的实施效果，对整车平顺性、操纵稳定性等性能的影响，增加的成本等方面进行客观测试及主观性能评价，综合评估各个传递路径的振动噪声衰减贡献量对电动汽车性能、成本的影响是否可控，若否，则重新优化各个传递路径，并分别对各个传递路径进行单一变量排查；若是，则进入下一步骤；

结合振动噪声的来源分析结果、振动噪声的整车响应分析结果与各个传递路径的评估结果，完成电动汽车的振动噪声优化方案的构建。

可选的，路径Ⅰ中的振动噪声依次通过电动汽车的驱动电机、驱动桥减速器、驱动桥壳体、后纵臂、后纵臂衬套传递至车身驾驶室内；

路径Ⅱ中的振动噪声依次通过电动汽车的驱动电机、驱动桥减速器、驱动桥壳体、减震弹簧下衬垫、减震弹簧、减震弹簧上衬垫传递至车身驾驶室内；

路径Ⅲ中的振动噪声依次通过电动汽车的驱动电机、驱动桥减速器、驱动桥壳体、减震器、减震器衬套传递至车身驾驶室内；

路径Ⅳ中的振动噪声依次通过电动汽车的驱动电机、驱动桥减速器、驱动桥壳体、横向推力杆、横向推力杆衬套传递至车身驾驶室内。

可选的，其中，在电动汽车的驱动电机、后纵臂、减震弹簧、减震器、横向推力杆处分别设置有三向加速度传感器，逐一分析各个传递路径上的三向加速度传感器所测的振动值，获取各个传递路径的振动噪声。

可选的，路径Ⅰ的优化过程为：对设置在后纵臂上的多个橡胶衬套的橡胶结构及刚度进行优化，测试分析路径Ⅰ对振动噪声的衰减贡献量；

路径Ⅱ的优化过程为：在减震弹簧与驱动桥壳体的弹簧安装座之间设置减震橡胶垫，同时对减震弹簧下衬垫、减震弹簧上衬垫的橡胶刚度进行优化，测试分析路径Ⅱ对振动噪声的衰减贡献量；

路径Ⅲ的优化过程为：对减震器衬套的结构以及减震器受力方向的刚度进行优化，测试分析路径Ⅲ对振动噪声的衰减贡献量；

路径Ⅳ的优化过程为：对横向推力杆衬套的结构与刚度进行优化，测试分析路径Ⅳ对振动噪声的衰减贡献量。

可选的，所述电动汽车的振动噪声来源分析，其具体过程如下：

通过激励源头对驱动电机进行优化，测试分析电动汽车振动噪声的衰减贡献量；

通过激励源头对驱动桥减速器进行优化，测试分析电动汽车振动噪声的衰减贡献量；

评估电动汽车振动噪声的衰减贡献量对电动汽车性能、成本的影响是否可控，若否，则重新通过激励源头对驱动电机与驱动桥减速器进行优化；若是，则记录为振动噪声的来源分析结果。

可选的，在对驱动电机进行优化时，所述激励源头具体为：对驱动电机的电机控制策略、转子动平衡、电机磁极方案、定子/转子的加工精度、壳体模态以及装配工艺进行优化。

可选的，在对驱动桥减速器进行优化时，所述激励源头具体为：对驱动桥减速器的壳体结构、刚强度、轴刚度、同轴度、平行度、轴承结构、精度等级、减速传动比、齿轮设计参数、齿轮形态、齿轮油以及装配工艺进行优化。

可选的，所述电动汽车振动噪声的整车响应分析，其具体过程如下：

通过对电动汽车的底盘系统与车身接附点的刚度进行优化，优化车身安装底盘零件位置的车身钣金的结构、材料强度等级、材料料厚等，提升接附点的强度与刚度性能，提升车身对振动噪声的抑制能力，测试分析电动汽车振动噪声的衰减贡献量；

评估电动汽车振动噪声的衰减贡献量对电动汽车性能、成本的影响是否可控，若否，则重新对电动汽车的底盘系统与车身接附点的刚度进行优化；若是，则记录为振动噪声的整车响应分析结果。

本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：

本发明设计合理、结构简单，在本发明所提供的实施例中，提出了一种基于后驱动桥式电动汽车动力系统振动噪声分析优化方法，并进一步通过激励源头、传递路径、整车响应三方面进行分析及测试，确定对整车振动噪声的优化贡献量，从而为后驱动桥式电动汽车驱动系统的NVH性能优化提供了依据，利于有的放矢，提高整车NVH性能优化的效率和效果。

附图说明

图1为本发明提供的一种电动汽车动力系统振动噪声分析优化方法的流程示意图；

图2为本发明提供的后驱动桥式电动车零件的结构示意图；

图3为本发明提供的激励源头分析及优化的示意图；

图4为本发明提供的动力系统振动噪声传递路径分析的示意图；

图5为本发明提供的驱动电机优化对整车NVH贡献量的示意图；

图6为本发明提供的传递路径优化对整车NVH贡献量的示意图；

图7为本发明提供的增加橡胶隔振环对整车NVH贡献量的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

如图1、图2所示，本发明提供了其中一种实施例：一种电动汽车动力系统振动噪声分析优化方法，包括从振动噪声的源头、传递路径、激励响应等分析及优化，该方法的步骤包括：

分析激励来源；具体是：在由驱动电机1和驱动桥减速器2组成的动力系统布置加速度传感器，在汽车驾驶员耳部位置设置噪声传感器，采集车辆在行驶过程中出现的振动噪声，采用阶次分析方法锁定由于动力系统阶次对应产生的振动噪声来源。

优化激励来源；具体指：对电机及减速器采取一系列降低振动及噪声的优化措施，通过传感器测试的振动噪声值，对比分析优化措施对电机及减速器源头振动噪声的衰减贡献量。

如图4、图6所示，优化振动噪声传递路径；具体指：在由驱动电机和驱动桥减速器2组成的动力系统的振动噪声通过结构或空气传递，其中动力系统振动噪声结构传递路径有路径Ⅰ、路径Ⅱ、路径Ⅲ和路径Ⅳ，路径Ⅰ中振动噪声依次通过驱动电机1、驱动桥减速器2、驱动桥壳体3、后纵臂5、后纵臂衬套6传递至车身驾驶室内，路径Ⅱ中振动噪声依次通过驱动电机1、驱动桥减速器2、驱动桥壳体3、减震弹簧下衬垫10、减震弹簧9、减震弹簧上衬垫8传递至车身驾驶室内，路径Ⅲ中振动噪声依次通过驱动电机1、驱动桥减速器2、驱动桥壳体3、减震器4、减震器衬套7传递至车身驾驶室内，路径Ⅳ中振动噪声依次通过驱动电机1、驱动桥减速器2、驱动桥壳体3、横向推力杆11、横向推力杆衬套12传递至车身驾驶室内；分别在驱动桥(电机处)、后纵臂、驱动桥(减震弹簧处)、减震器、横向推力杆处和对应结构被动侧车身处设置三向加速度传感器；按各测试工况进行测试，逐一分析四条传递路径上的三向加速度传感器所测的振动值，获得该条动力系统传递路径的结构噪声。

针对各传递路径单一变量排查；具体是：针对路径Ⅰ，优化后纵臂三个橡胶衬套橡胶结构及刚度，测试分析该路径对振动噪声的衰减贡献量；针对路径Ⅱ，在减震弹簧和驱动桥之间增加减震橡胶垫，同时优化上下减震垫的橡胶刚度，测试分析该路径对振动噪声的衰减贡献量；针对路径Ⅲ，优化减震器连接衬套的结构，降低减震器受力方向的刚度，测试分析该路径对振动噪声的衰减贡献量；针对路径Ⅳ，优化横向推力杆两端橡胶衬套结构及刚度，测试分析该路径对振动噪声的衰减贡献量；

进一步：排查单一变量排查时，也可切断该传递路径，测试分析该路径对振动噪声的衰减贡献量；

如图6所示，进一步：在电机、减速器与驱动桥壳体之间增加隔振环结构，隔离振动和噪声的传递，测试分析该对振动噪声的衰减贡献量。

优化整车响应；具体指:通过优化与底盘系统与车身接附点的刚度，提升车身对振动噪声的抑制能力，测试分析该方案对振动噪声的衰减贡献量；

根据排查结果制定优化措施；

如图3所示，针对某后驱动桥式动力系统电动汽车，具体指：

如图5所示，通过激励源驱动电机的优化，对整车振动噪声贡献量为降低5～10dB(A)，通过激励源驱动桥减速器的优化，对整车振动噪声贡献量为降低10～15dB(A)。

通过对振动噪声传递路径Ⅰ～Ⅳ的优化，对整车振动噪声贡献量为降低8～14dB(A)；在由驱动电机和驱动桥组成的动力系统与驱动桥壳体之间增加橡胶隔振环结构，对整车振动噪声贡献量为最大降低15dB(A)。

通过对整车响应的优化，对整车振动噪声贡献量为最大降低5dB(A)。

综合NVH效果及整车性能评价锁定优化方案；具体指：结合以上激励源头优化、传递路径优化及整车响应优化三个维度的优化方案对整车振动噪声的贡献量，并结合对整车操稳、平顺性能，耐久性能的影响，综合评估锁定实施的优化方案。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电动汽车动力系统振动噪声分析优化方法，其特征在于，该方法的步骤包括：

在电动汽车行驶过程中，获取电动汽车的振动噪声，并对电动汽车的振动噪声分别进行来源分析、传递路径分析与整车响应分析，其中，传递路径包括路径Ⅰ、路径Ⅱ、路径Ⅲ和路径Ⅳ；

优化路径Ⅰ、路径Ⅱ、路径Ⅲ和路径Ⅳ，并分别对各个传递路径进行单一变量排查，得到路径Ⅰ、路径Ⅱ、路径Ⅲ和路径Ⅳ的振动噪声衰减贡献量，评估各个传递路径的振动噪声衰减贡献量对电动汽车性能、成本的影响是否可控，若否，则重新优化各个传递路径，并分别对各个传递路径进行单一变量排查；若是，则进入下一步骤；

结合振动噪声的来源分析结果、振动噪声的整车响应分析结果与各个传递路径的评估结果，完成电动汽车的振动噪声优化方案的构建。

2.根据权利要求1所述的电动汽车动力系统振动噪声分析优化方法，其特征在于，路径Ⅰ中的振动噪声依次通过电动汽车的驱动电机、驱动桥减速器、驱动桥壳体、后纵臂、后纵臂衬套传递至车身驾驶室内；

路径Ⅱ中的振动噪声依次通过电动汽车的驱动电机、驱动桥减速器、驱动桥壳体、减震弹簧下衬垫、减震弹簧、减震弹簧上衬垫传递至车身驾驶室内；

路径Ⅲ中的振动噪声依次通过电动汽车的驱动电机、驱动桥减速器、驱动桥壳体、减震器、减震器衬套传递至车身驾驶室内；

路径Ⅳ中的振动噪声依次通过电动汽车的驱动电机、驱动桥减速器、驱动桥壳体、横向推力杆、横向推力杆衬套传递至车身驾驶室内。

3.根据权利要求2所述的电动汽车动力系统振动噪声分析优化方法，其特征在于，其中，在电动汽车的驱动电机、后纵臂、减震弹簧、减震器、横向推力杆处分别设置有三向加速度传感器，逐一分析各个传递路径上的三向加速度传感器所测的振动值，获取各个传递路径的振动噪声。

4.根据权利要求2所述的电动汽车动力系统振动噪声分析优化方法，其特征在于，路径Ⅰ的优化过程为：对设置在后纵臂上的多个橡胶衬套的橡胶结构及刚度进行优化，测试分析路径Ⅰ对振动噪声的衰减贡献量；

路径Ⅱ的优化过程为：在减震弹簧与驱动桥壳体的弹簧安装座之间设置减震橡胶垫，同时对减震弹簧下衬垫、减震弹簧上衬垫的橡胶刚度进行优化，测试分析路径Ⅱ对振动噪声的衰减贡献量；

路径Ⅲ的优化过程为：对减震器衬套的结构以及减震器受力方向的刚度进行优化，测试分析路径Ⅲ对振动噪声的衰减贡献量；

路径Ⅳ的优化过程为：对横向推力杆衬套的结构与刚度进行优化，测试分析路径Ⅳ对振动噪声的衰减贡献量。

5.根据权利要求1所述的电动汽车动力系统振动噪声分析优化方法，其特征在于，所述电动汽车的振动噪声来源分析，其具体过程如下：

通过激励源头对驱动电机进行优化，测试分析电动汽车振动噪声的衰减贡献量；

通过激励源头对驱动桥减速器进行优化，测试分析电动汽车振动噪声的衰减贡献量；

评估电动汽车振动噪声的衰减贡献量对电动汽车性能、成本的影响是否可控，若否，则重新通过激励源头对驱动电机与驱动桥减速器进行优化；若是，则记录为振动噪声的来源分析结果。

6.根据权利要求5所述的电动汽车动力系统振动噪声分析优化方法，其特征在于，在对驱动电机进行优化时，所述激励源头具体为：对驱动电机的电机控制策略、转子动平衡、电机磁极方案、定子/转子的加工精度、壳体模态以及装配工艺进行优化。

7.根据权利要求5所述的电动汽车动力系统振动噪声分析优化方法，其特征在于，在对驱动桥减速器进行优化时，所述激励源头具体为：对驱动桥减速器的壳体结构、刚强度、轴刚度、同轴度、平行度、轴承结构、精度等级、减速传动比、齿轮设计参数、齿轮形态、齿轮油以及装配工艺进行优化。

8.根据权利要求1所述的电动汽车动力系统振动噪声分析优化方法，其特征在于，所述电动汽车振动噪声的整车响应分析，其具体过程如下：

通过对电动汽车的底盘系统与车身接附点的刚度进行优化，测试分析电动汽车振动噪声的衰减贡献量；

评估电动汽车振动噪声的衰减贡献量对电动汽车性能、成本的影响是否可控，若否，则重新对电动汽车的底盘系统与车身接附点的刚度进行优化；若是，则记录为振动噪声的整车响应分析结果。

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