CN114877013A - 汽车电驱振动噪声抑制装置、抑制系统、抑制方法及汽车 - Google Patents

Abstract

本发明应用于电驱动汽车及零部件领域，提供了一种汽车电驱振动噪声抑制装置、抑制系统及抑制方法，该装置包括：压电单元、分流器、振动频率测量单元以及频率调节单元；其中，所述压电单元具有一电容值，所述分流器具有一可调电感值和一电阻；所述压电单元与所述分流器串联连接以形成电流谐振回路，所述电流谐振回路具有一谐振频率；所述压电单元贴附于电驱振动处，用于将电驱振动的能量转换成电流；所述电流流经所述电流谐振回路，并通过所述分流器转换成热能进行消耗；所述振动频率测量单元用于测量所述电驱振动处的振动频率；所述频率调节单元用于调节所述电流谐振回路的谐振频率，以使所述谐振频率趋近于所述振动频率。

Description

汽车电驱振动噪声抑制装置、抑制系统、抑制方法及汽车

技术领域

本发明涉及电驱动汽车及零部件领域，尤其涉及一种汽车电驱振动噪声抑制装置、抑制系统、抑制方法及汽车。

背景技术

在电驱动系统中，电机、控制器引起的振动和噪声问题变得愈加显著。在新能源汽车上，电机驱动系统的噪声降低了用户的舒适性，导致用户体验差。

目前市场上对于电驱的振动噪声治理主要是采用被动方法：增加壳体厚度和刚度，加阻尼贴，加声学包裹，用橡胶悬置隔振。被动方法的减振降噪效率不高，且造成新能源汽车的开发成本、整车生产成本和成品的重量增加。

发明内容

本发明提供了的汽车电驱振动噪声抑制装置、抑制系统、抑制方法及汽车，用以对汽车减震降噪，达到节能环保，提高舒适性降低开发成本和整车成本的效果。

根据本发明的第一方面，提供了一种汽车电驱振动噪声抑制装置，包括：压电单元、分流器、振动频率测量单元以及频率调节单元；其中，所述压电单元具有一电容值，所述分流器具有一可调电感值；

所述压电单元与所述分流器串联连接以形成电流谐振回路，所述电流谐振回路具有一谐振频率；

所述压电单元贴附于电驱振动处，用于将电驱振动的能量转换成电流；所述电流流经所述电流谐振回路，并通过所述分流器转换成热能进行消耗；

所述振动频率测量单元用于测量所述电驱振动处的振动频率；

所述频率调节单元用于调节所述电流谐振回路的谐振频率，以使所述谐振频率趋近于所述振动频率。

可选的，每一个所述电驱振动处的各个位置的振动频率相同。

可选的，所述分流器包括电阻和可调电感；

所述电阻的第一端与所述可调电感的第一端相连；

所述电阻的第二端与所述压电单元的第一端相连，所述可调电感的第二端与所述压电单元的第二端相连。

可选的，所述电流谐振回路的谐振频率与所述电驱振动处的振动频率一致。

可选的，所述频率调节单元具体通过调节所述压电单元的电容值和/或所述分流器的电感值，以调节所述电流谐振回路的谐振频率。

可选的，所述压电单元包括至少一个压电片，当所述压电单元具有多个所述压电片时，各压电片之间串联连接。

可选的，所述压电片的组成材料包括以下任意之一：压电陶瓷、铁电性压电材料、聚合物压电材料、压电复合材料。

根据本发明的第二方面，提供了一种汽车电驱振动噪声的抑制系统，包括以上所述的汽车电驱振动噪声抑制装置，其中各个汽车电驱振动噪声抑制装置的压电单元贴附于不同的电驱振动处。

根据本发明的第三方面，提供了一种汽车电驱振动噪声的抑制方法，利用以上所述的汽车电驱振动噪声抑制装置进行噪声抑制，该方法包括：

确定电流谐振回路的谐振频率；

测量电驱振动处的振动频率；

依据所述谐振频率与所述振动频率，对所述电流谐振回路的谐振频率进行调节，以使所述谐振频率趋近于所述振动频率。

根据本发明的第四方面，提供了一种汽车，该汽车包括以上所述的汽车电驱振动噪声抑制装置。

本发明的积极进步效果在于：

本发明提供的汽车电驱振动噪声抑制装置、抑制系统、抑制方法及汽车，通过压电单元将电驱振动处的振动能量转换成电流，该电流经过与所述压电单元串联的分流器形成的电流谐振回路，并且通过所述分流器转换成热能进行消耗，以达到对汽车振动源的减振降噪的目的。

在进一步的优选方案中，通过调整电流谐振回路的谐振频率，具体通过调整压电单元中的电容值和/或调整分流器中的电感值，以使得电流谐振回路的谐振频率与电驱振动处的振动频率一致，达到最优的减振效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的汽车电驱振动噪声抑制装置的框图；

图2是本发明的压电片的结构示意图；

图3是本发明的电流谐振回路的电路图；

图4是本发明的电驱振动噪声抑制系统的结构示意图；

图5是本发明的电驱振动噪声抑制方法的流程示意图；

附图标记说明：

100-汽车电驱振动噪声抑制装置；

101-压电单元；

1011-压电片；

1012-电驱振动处

102-分流器；

103-振动频率测量单元；

104-频率调节单元。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

请参考图1至图3，本发明实施例提供的汽车电驱振动噪声抑制装置100，包括压电单元101、分流器102、振动频率测量单元103以及频率调节单元104；其中，压电单元101具有一电容值，所述分流器102具有一可调电感值；

所述压电单元101与所述分流器102串联连接以形成电流谐振回路，且所述电流谐振回路具有一谐振频率f；

其中，所述压电单元101包括至少一个压电片1011，当所述压电单元101具有多个所述压电片1011时，各压电片1011之间串联连接。

所述压电片的组成材料包括以下的任意之一：压电陶瓷、铁电性压电材料、聚合物压电材料、压电复合材料。

当然，应该认识到，本发明并不以此为限，其他形式能构建成压电片的材料，如：压电陶瓷和铁电性压电材料按比例混合制成的压电片、压电陶瓷和聚合物压电材料按比例混合制成的压电片等，只要不脱离本发明的构思，则均在本发明的保护范围之内。

所述压电单元101贴附于电驱振动处1012；且每一个所述电驱振动处1012的各个位置的振动频率F相同。在本发明的实施例中，所述电驱振动处1012的振动能量通过与其相贴附的压电单元101转换成电流，且所述电流通过所述压电单元101和所述分流器102串联组成的电流谐振回路，并且电流在通过所述分流器102时转换成热能进行消耗。

当然，本发明并不以此为限，本发明装置中的压电单元贴附于其他振动明显的地方来实现振动噪声控制，如：轮胎、转向节、控制臂、减震器等部件上，只要不脱离本发明的构思，则均在本发明的保护范围之内。

在本发明实施例装置中的分流器102包括电阻R和可调电感L，所述电阻R的第一端与所述可调电感L的第一端相连，所述电阻R的第二端与所述压电单元101的第一端相连，所述可调电感L的第二端与所述压电单元101的第二端相连。由此构成了一条电流谐振回路，并且所述电流谐振回路的谐振频率f与所述电驱振动处的振动频率F一致。

在本发明实施例装置中的振动频率测量单元103用于测量所述电驱振动处1012的振动频率F。

其中所述振动频率测量单元103可以通过振动测试仪直接将所述电驱振动处1012的振动频率F测试出来；除此以外，还可以在现场或实验室对振动的实物或者模型进行试验，并根据试验的结果计算出所述电驱振动处的振动频率。

本发明实施例装置中的频率调节单元104用于调节所述电流谐振回路的谐振频率f，以使所述谐振频率f趋近于所述振动频率F。所述频率调节单元104具体通过调节所述压电单元101的电容值和/或所述分流器102的电感值，以调节所述电流谐振回路的谐振频率f。

本发明实施例提供的汽车电驱振动噪声抑制装置中，通过压电单元将电驱振动处的振动能量转换成电流，该电流经过与所述压电单元串联的分流器形成的电流谐振回路，并且通过所述分流器转换成热能进行消耗，以达到对汽车振动源的减振降噪的目的。

在进一步的优选方案中，通过调整电流谐振回路的谐振频率，具体通过调整压电单元中的电容值和/或调整分流器中的电感值，以使得电流谐振回路的谐振频率与电驱振动处的振动频率一致，达到最优的减振效果。

请参考图4，本发明实施例提供了一种汽车电驱振动噪声的抑制系统，包括若干以上所述的汽车电驱振动噪声抑制装置，其中各个汽车电驱振动噪声抑制装置的压电单元贴附于不同的电驱振动处。

由于不同的电驱振动出的振动频率可能相同也可能不同，故而贴附在相同振动频率F的电驱振动处的电驱振动抑制装置是相同的，贴附在不同振动频率F的电驱振动处的电驱振动抑制装置是不同的。

其中，相同和不同指代的是电驱振动抑制装置中的电流谐振回路的谐振频率f是相同或是不同。

本发明实施例提供的汽车电驱振动噪声的抑制系统，用以对汽车减震降噪，能达到节能环保，提高舒适性降低开发成本和整车成本的效果。

请参考图5，本发明实施例提供了一种汽车电驱振动噪声的抑制方法，该方法包括：

S1：确定电流谐振回路的谐振频率f；

一种举例中，电流谐振回路的谐振频率f由公式

确定。

其中f为回路谐振频率，L为电感值，C为压电片电容值。

若电流谐振回路中的电感值为3H，电容值为3F，则其对应的电流谐振回路中的谐振频率f约为0.318hz，

S2：测量电驱振动处的振动频率F；

一种举例中，电驱振动处的振动频率F直接通过振动测量仪器得出。

当然，应该认识到，本发明并不以此为限，其他形式能得到电驱振动处的振动频率，如：在现场或实验室对振动的实物或者模型进行试验，并根据试验的结果计算出所述电驱振动的振动频率等，只要不脱离本发明的构思，则均在本发明的保护范围之内。

S3：依据所述谐振频率f与所述振动频率F，对所述电流谐振回路的谐振频率f进行调节，以使所述谐振频率f趋近于所述振动频率F。

具体实施方式如下：

当所述电驱振动处所得到的振动频率F比所述电流谐振回路中谐振频率f大时，此时通过将所述压电单元101中的压电片的电容值调小和/或将所述分流器102中的电感值调小，使得所述谐振频率f趋近于所述振动频率F；

当所述电驱振动处所得到的振动频率F比所述电流谐振回路中谐振频率f小时，此时通过将所述压电单元101中的压电片的电容值调大和/或将所述分流器102中的电感值调大，使得所述谐振频率f趋近于所述振动频率F。

本发明实施例提供的汽车电驱振动噪声的抑制方法，解决了被动方法的减振降噪效率不高以及新能源汽车的开发成本、整车生产成本和成品的重量增加的问题。

本发明实施例提供了一种汽车，汽车上配置有多个不同的汽车电驱振动噪声抑制装置。

最后应说明的是，以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种汽车电驱振动噪声抑制装置，其特征在于，包括：压电单元、分流器、振动频率测量单元以及频率调节单元；其中，所述压电单元具有一电容值，所述分流器具有一可调电感值；

所述压电单元与所述分流器串联连接以形成电流谐振回路，所述电流谐振回路具有一谐振频率；

所述压电单元贴附于电驱振动处，用于将电驱振动的能量转换成电流；所述电流流经所述电流谐振回路，并通过所述分流器转换成热能进行消耗；

所述振动频率测量单元用于测量所述电驱振动处的振动频率；

所述频率调节单元用于调节所述电流谐振回路的谐振频率，以使所述谐振频率趋近于所述振动频率。

2.根据权利要求1所述的汽车电驱振动噪声抑制装置，其特征在于，每一个所述电驱振动处的各个位置的振动频率相同。

3.根据权利要求1所述的汽车电驱振动噪声抑制装置，其特征在于，

所述分流器包括电阻和可调电感；

所述电阻的第一端与所述可调电感的第一端相连；

所述电阻的第二端与所述压电单元的第一端相连，所述可调电感的第二端与所述压电装置单元的第二端相连。

4.根据权利要求3所述的汽车电驱振动噪声抑制装置，其特征在于，

所述电流谐振回路的谐振频率与所述电驱振动处的振动频率一致。

5.根据权利要求1-4任一项所述的汽车电驱振动噪声抑制装置，其特征在于，

所述频率调节单元具体通过调节所述压电单元的电容值和/或所述分流器的电感值，以调节所述电流谐振回路的谐振频率。

6.根据权利要求1所述的汽车电驱振动噪声抑制装置，其特征在于，所述压电单元包括至少一个压电片，当所述压电单元具有多个所述压电片时，各压电片之间串联连接。

7.根据权利要求6所述的汽车电驱振动噪声抑制装置，其特征在于，

所述压电片的组成材料为以下任意之一：压电陶瓷、铁电性压电材料、聚合物压电材料、压电复合材料。

8.一种汽车电驱振动噪声的抑制系统，其特征在于，包括若干权利要求1-7任一项所述的汽车电驱振动噪声抑制装置，其中各个汽车电驱振动噪声抑制装置的压电单元贴附于不同的电驱振动处。

9.一种汽车电驱振动噪声的抑制方法，其特征在于，利用权利要求1-7任一项所述的汽车电驱振动噪声抑制装置进行噪声抑制，该方法包括：

确定电流谐振回路的谐振频率；

测量电驱振动处的振动频率；

依据所述谐振频率与所述振动频率，对所述电流谐振回路的谐振频率进行调节，以使所述谐振频率趋近于所述振动频率。

10.一种汽车，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的汽车电驱振动噪声抑制装置。

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