日本无码免费高清在线|成人日本在线观看高清|A级片免费视频操逼欧美|全裸美女搞黄色大片网站|免费成人a片视频|久久无码福利成人激情久久|国产视频一二国产在线v|av女主播在线观看|五月激情影音先锋|亚洲一区天堂av

  • 手機站
  • 小程序

    汽車測試網(wǎng)

  • 公眾號

    • 汽車測試網(wǎng)

    • 在線課堂

    • 電車測試

新能源汽車結構特征及對NVH的挑戰(zhàn)

2021-11-30 16:37:39·  來源：喻柄睿  
　
NVH是評價汽車乘坐體驗的3個重要指標。改善汽車的振動和噪聲情況很有必要，對于汽車的振動和噪聲有國家要求的標準，比如GB 1495—2002, 對于不達標準的汽車不能
NVH是評價汽車乘坐體驗的3個重要指標。改善汽車的振動和噪聲情況很有必要，對于汽車的振動和噪聲有國家要求的標準，比如GB 1495—2002, 對于不達標準的汽車不能投放到市場。國內汽車企業(yè)目前已經(jīng)充分重視汽車的NVH,逐年增加投入、招聘一流人才等;政府也把NVH作為自主汽車的一個重要的技術領域，如采取組建企業(yè)國家重點實驗室等措施，由此可見,NVH在汽車領域是一項十分重要的分支路線。因此近年來新能源汽車的興起，尤其是純電動汽車的普及，電動汽車的NVH性能相對于傳動的燃油汽車要更好，駕駛人員以及乘客的體驗也在日益提升。然而新能源汽車的NVH存在諸多問題，面臨著挑戰(zhàn)。
1. 混合動力車的結構特征及對NVH的挑戰(zhàn)
1.1 混合動力車的結構特征
混合動力汽車是從燃油車到新能源車過渡階段的車型,車內有2種動力組成。續(xù)航能力增加的同時，車身自重也隨時增加?；旌蟿恿嚺c傳統(tǒng)的燃油汽車相比,在發(fā)動機、變速箱、電機數(shù)量及能量回收系統(tǒng)動力切換系統(tǒng)方面，都有較大的改變。發(fā)動機在體積上變化，逐漸小型化，三缸機在混合動力車上也是較為常見的，而且發(fā)動機的排量一般在1L以下,這樣就會導致缸內的壓力增高。在混合動力車上雙離合自動變速器（DCT）的廣泛使用，因此變速器的設計也更加復雜,電機數(shù)量較多且較為復雜，能量回收系統(tǒng)與能量切換系統(tǒng)也有較大的改變。
圖1示出混合動力汽車內部所能發(fā)生振動的零件組成。

圖1混動車振動部位圖
1.2 混合動力汽車對NVH的挑戰(zhàn)及應對措施
首先是發(fā)動機面臨的NVH挑戰(zhàn)，由于存在三缸機，會導致汽車振動激勵增加,激勵頻率會因此降低;缸內壓力增加，進而導致燃燒噪聲增加。由于雙離合自動變速器的廣泛使用，空套齒輪數(shù)增多,導致敲擊控制難，變速箱敲擊靈敏度變高；驅動電機的由于數(shù)量變多，造成高頻成分增加，嘯叫難以控制;混合動力汽車在正常路況中除了一些不可避免的振動和噪聲以外， 在動力切換上也存在一定程度的沖擊和噪聲。如圖2所示，慣性力隨著激勵頻率的改變而發(fā)生變化，可通過適當改變激勵頻率來緩解車身的振動問題，進而可提升汽車得到駕乘體驗感。

圖2慣性力與激勵頻率比的關系
在無負載充電時,車內振動水平較好;車輛在怠速工況時,車內振動偏大;隨著電量降低，發(fā)動機請求扭矩增大，負載增大,車內振動增大，可通過降低扭動波動、降低扭矩等措施解決此問題。混合動力汽車在能量切換時汽車會發(fā)生抖動，可同時監(jiān)測發(fā)動機扭矩和轉速、電機扭矩和轉速、電池電流和電壓值，或調節(jié)整車控制器（VCU）、電子控制單元（ECU）、電機控制器（MCU）參數(shù)來調整發(fā)動機扭矩的波動。
2. 電動汽車的結構特征
隨著近幾年電動汽車的普及，內燃機將逐漸被取代,傳動系統(tǒng)也將會發(fā)生革命性的變化。如今的電動汽車的噪聲已經(jīng)是和內燃機汽車2個級別,這樣的時代對于NVH行業(yè)還有更多的挑戰(zhàn)和機遇。

2.1 電動汽車的結構特征
電動汽車中的驅動電機取代傳統(tǒng)的內燃機，變速器采用了單級減速器；整個車身上也多了1個電動壓縮機;電控系統(tǒng)與電池系統(tǒng)的設計相對于其他能源的汽車更加復雜，主要表現(xiàn)在整車的功能（包括汽車的動力系統(tǒng)、照明系統(tǒng)）全都需要電池來供電。純電動汽車的能量主要是通過柔性的電線而不是通過剛性聯(lián)軸器和轉動軸傳遞的。因此，純電動汽車各部件的布置具有很大的靈活性。
其次，純電動汽車驅動系統(tǒng)的布置不同，如獨立的四輪驅動系統(tǒng)和輪轂電動機驅動系統(tǒng)等，會使系統(tǒng)結構區(qū)別很大;采用不同類型的電動機，如直流電動機和交流電動機，會影響到純電動汽車的質量、尺寸和形狀;不同類型的儲能裝置，如蓄電池，也會影響純電動汽車的質量、尺寸及形狀。由于純電動汽車動能的傳遞主要是通過柔性的電纜，即減少了大量用剛性的機械件連接部件的動能傳遞，因此純電動汽車各部件的布置具有較大的靈活性，并且蓄電池組也可分散布置,作為配重物來布局。
2.2 電動汽車對NVH的挑戰(zhàn)及應對措施
驅動電機的主要噪聲是風噪、路噪，汽車在行駛過程中，電機和驅動系統(tǒng)會有嘯叫;對于電動汽車，主要的振動源就是電動壓縮機所產(chǎn)生的振動；在電控系統(tǒng)和電池系統(tǒng)方面,高頻噪聲尤為突出;純電動汽車在環(huán)保方面要優(yōu)于其他能源汽車，但是由于熱管理系統(tǒng)的存在，新的NVH問題也隨之出現(xiàn)。通過改進電動壓縮機的性能來減小振動。盡管電機噪聲比內燃機噪聲易于控制，但仍需花費大量精力開發(fā)電機機械隔離與隔聲策略。輪胎對地面的壓力增大,汽車其余結構的質量減輕，導致路面與輪胎噪聲難以降低。通過改善輪胎技術、對懸置系統(tǒng)實施機械隔離與使用創(chuàng)新型噪聲控制材料制造汽車內飾和外飾解決這一問題。當然，與此同時必須避免增大汽車的質量和成本。沒有內燃機為空調與供暖系統(tǒng)、車窗及其它機械系統(tǒng)提供動力，為使這些功能正常運行，全套電動輔助裝置就變得非常有必要。每一個輔助裝置均會產(chǎn)生振動與噪聲，這些振動與噪聲單獨存在時相對較小,但一旦同時發(fā)聲就不容忽視。
3. 新能源汽車系統(tǒng)結構特征及對NVH的挑戰(zhàn)
新能源汽車與傳統(tǒng)汽車相比，在結構上增加了諸多新的部件，相較于傳統(tǒng)汽車，其動力系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、 氣候控制系統(tǒng)等結構都有了很大的不同。同時由于背景噪聲的變化而凸顯的路噪、風噪及異響等問題也較傳統(tǒng)汽車存在差異性。將從以下幾個方面對新能源汽車的NVH進行分析。
3.1 車身系統(tǒng)及其NVH性能
隨著能源危機和傳統(tǒng)燃料汽車所造成的污染問題日益加重，新能源汽車取代傳統(tǒng)燃料汽車成為汽車行業(yè)未來發(fā)展的趨勢，與此同時,新能源汽車的NVH性能開發(fā)也面臨著新的挑戰(zhàn)。在車身結構上，新能源汽車的機艙、動力傳動系統(tǒng)、電池包等的安裝布置與傳統(tǒng)車不同;在質量方面,新能源車由于多組電池線路增加等原因，整車的質量也隨之增加。在車身使用材料上，為了給車身減重，使用鋁合金、碳纖維等材料也會給NVH帶來一定的挑戰(zhàn)。在聲學包裝上，電動車機艙聲源降低,聲學平衡需要重新設計;電池布置在地板上，地板抬高，地毯等聲學包裝的空間被壓縮。隨著汽車設計制造水平的進一步提升，技術人員對于車身系統(tǒng)NVH有了更為深刻的研究,并且在發(fā)展的過程中，車身結構與試驗模態(tài)測試分析逐漸成為了新能源汽車車身NVH特性研究的重要內容。通過這一方式的研究，有利于新能源汽車NVH水平的進一步提升。

3.2 底盤系統(tǒng)及其NVH性能
電動車車身的質量增加，底盤的剛度在設計中必須要增大，襯套剛度增加對NVH影響非常大,會帶來轟鳴聲;此外,輪邊電機和輪轂電機的嘯叫，輪轂電機或輪邊電機與底盤結構可能引起結構聲與空氣聲的耦合；制動能量回收系統(tǒng)與電動真空泵也會引起一定的高頻嘯叫與高頻噪聲。因此在底盤設計的過程中，在考慮其承受力的前提下，應當考慮NVH?？紤]到電機替代了傳統(tǒng)的發(fā)動機，不再關注低頻的動力系統(tǒng)情況，整個底盤密封性會從新的角度去考慮。用新的分析模型進行仿真分析，從而得到例如垂直或水平的質量分布等等，通過這些數(shù)據(jù)可以分析仿真得到底盤的振動結果，并判斷在此情況下噪聲的可接受范圍,進而提升汽車NVH的性能。
3.3 電機系統(tǒng)及其NVH性能
電機系統(tǒng)噪聲主要包含3個部分:電磁噪聲、機械噪聲及冷卻噪聲。其中電磁系統(tǒng)又包括電機本體噪聲、 控制系統(tǒng)噪聲，其中產(chǎn)生電機本體噪聲的主要有徑向及切向電磁力、轉矩波動、靜及動偏心以及齒槽噪聲；控制系統(tǒng)的噪聲包含2個部分：脈寬調制噪聲和諧波失真。軸承噪聲、動不平衡噪聲和結構共振噪聲是機械噪聲的主要來源。新能源汽車中的液冷系統(tǒng)也會存在一定的噪聲,電機振動噪聲仿真在獲得電磁力(密度)以及驗證后的電機結構模型的基礎上，就可以利用聲學分析工具進行結構聲振耦合分析,預測電機的輻射噪聲。同時,在仿真中可以通過模態(tài)貢獻量分析,板塊貢獻量分析，有效輻射聲功率等分析手段對電機噪聲的機理進行深入的解剖。進一步,電機噪聲仿真模型可以結合優(yōu)化分析的流程,對電機結構進行參數(shù)化的修改,預測其對輻射噪聲的影響。
3.4 電控系統(tǒng)及其NVH性能
新能源汽車的電控系統(tǒng)層次、能量、介質分匯流較為復雜,工況多、控制變量較多協(xié)同控制難度較大,尤其在驅動模式切換上更為繁瑣，控制系統(tǒng)復雜，性能平衡控制難度大，即動力性、可靠性及舒適性兼?zhèn)涞目刂?。驅動模式切換等低速大扭矩及動力分匯流工況下的NVH表現(xiàn)為較差，在能量切換方面，轉矩協(xié)同、 卸載扭矩等工況會帶來振動和沖擊問題，熱管理及冷卻系統(tǒng)帶來的噪聲問題，制動能量回收引起電機嘯叫,NVH與動力性和可靠性的矛盾。
3.5 熱管理系統(tǒng)
熱管理系統(tǒng),就是整車的溫度控制系統(tǒng)，是汽車不可缺少的一部分，對整車內部溫度及部件工作環(huán)境溫度，以保證某些零件正常、高效工作，還未駕乘人員提供了舒適的駕乘環(huán)境。熱管理系統(tǒng)包括以下幾個部分,如圖 3所示。

圖3熱管理系統(tǒng)的組成
由于新能源汽車的熱管理系統(tǒng)較為復雜，如復雜的全程控制邏輯、多套循環(huán)冷卻系統(tǒng)、高速電動渦旋壓縮控制及不同工作模式的復雜切換等，在諸多方面都存在一定的噪聲?；陔姍C電控的工作工況得到熱損耗，并以熱損耗為輸入對電機電控開展詳細的熱分析， 評估電機電控的散熱方案，并對關鍵設計參數(shù)進行自動優(yōu)化，實現(xiàn)散熱性能和泵消耗相匹配,以此來提升新能源汽車的NVH性能。
4. 結論
文章通過對新能源汽車的結構特征分析，結合各自特點，分析了不同的新能源汽車的噪聲、振動來源， 客觀地對車輛的NVH進行了評價。中國新能源汽車NVH領域存在一定的問題。雖然具備基本的試驗條件,但是在數(shù)量上和高水平領域上都有待提高;開展了不少NVH領域與實踐,但是專家隊伍不足,實踐的廣度和深度還有待提升。進一步完善NVH數(shù)據(jù)庫，建立完善和規(guī)范NVH流程，加大執(zhí)行力。此外，還要在硬件和軟件支撐上進行加強,繼續(xù)開展部分NVH方法及基礎的前沿探索。
分享到：
 
反對 0 舉報 0 收藏 0 評論 0
滬ICP備11026917號-25