[发明专利]一种纯电动车动力总成声振特性优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纯电动车动力优化方法，尤其是涉及一种纯电动车动力总成声振特性优化方法。

背景技术

随着新能源汽车的开发和量产，其NVH(noise，vibrationandharshness)问题已然成为各大汽车公司、零部件厂商及相关科研院所研究的热点。动力总成是电动汽车的核心部件，其振动性能的好坏直接影响电动汽车的驾乘舒适性。由于没有传统发动机的“掩盖效应”，动力总成系统的结构振动、辐射噪声及驾驶室的声品质等问题逐渐凸显。

电驱动动力总成主要包括驱动电机和减/差速器两大部分，是电动车的核心部件，也是一个非常重要的振动噪声源。电机动力总成是电动汽车的核心部件，其振动性能的好坏直接影响电动汽车的驾乘舒适性。随着电动汽车的产业化，动力总成系统的结构振动、辐射噪声及驾驶室的声品质等问题逐渐凸显，成为新能源汽车NVH研究领域的重点。动力总成齿轮一转子系统内的传动齿轮在啮合过程中受到各动态激励的影响会产生动态啮合力，导致传动系统发生振动。这些振动通过轮齿依次传递至轴、轴承和壳体，引起壳体表面振动，并对外辐射噪声，影响电动车的NVH性能。

但是对于集中式驱动电动汽车动力总成，将减/差速器和电机分开进行研究并不能很好地贴合整车试验结果，忽略切向电磁力波也无法全面反映真实的振动噪声特性。因此有必要综合考虑电动车动力总成的轮齿传动系统激励和电机电磁激励，研究动力总成的声振特性，并进行相关优化设计。本发明就是一种综合考虑电动车动力总成的轮齿传动系统激励和电机电磁激励，并建立对应的激励仿真模型和动力总成有限元模型，通过相关模态仿真和模态试验验证仿真模型的有效性，进而分析动力总成表面声振特性，并根据分析结果进行主被动一体化优化设计，通过仿真分析验证优化的有效性。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种纯电动车动力总成声振特性优化方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种纯电动车动力总成声振特性优化方法，包括步骤：

1)建立用于模拟电机电磁激励的多源动态激励模型；

2)根据电动车传动系支撑、水套和支架建立电动车动力总成表面振动预测模型；

3)预测模型接收由多源动态激励模型施加的多元动态激励，并输出对应的表面振动响应；

4)利用声学边界元直接法对表面振动响应进行仿真分析，并对仿真分析结果进行声辐射品质分析；

5)根据仿真分析结果和对应的声辐射品质分析结果对电动车动力总成声振特性进行优化。

所述多源动态激励模型包括：

电磁耦合模块，包括电机控制策略单元、电机电磁分析单元和控制电路单元，用于分析和计算电机转子在任意转速下的径向电磁力波和切向电磁力波；

电动车动力总成耦合模块，包括转子齿轮系单元和动力总成壳体有限元模型单元，用于分析和计算包括刚度激励、冲击激励和齿轮啮合误差激励等动力总成内部激励。

所述电机控制策略单元基于MATLAB或Simulink建立，所述电机电磁分析单元基于Maxwell或Ansoft建立，所述控制电路单元基于Simplorer建立。

所述多源动态激励包括电机电磁径向力波、电磁切向力波、电磁轴向力波，以及电机转子和传动系齿轮的刚度激励、冲击激励和齿轮啮合误差激励。

所述步骤4)中声辐射品质分析的内容具体包括响度分析、尖锐度分析和粗糙度分析。

所述步骤2)中建立电动车动力总成表面振动预测模型后，还对预测模型的进行验证操作以判定其是否有效，验证过程具体包括步骤：

S1：对预测模型进行固有特性仿真得到测量固有特性，将该测量固有特性与总成锤击模态试验得到的电动车实际固有特性进行对比，若误差大于10％，则认定预测模型无效，对其进行优化后继续执行步骤S1，反之，则执行步骤S2；

S2：对实际的电动车动力总成进行声振试验，得到实际的电动车动力总成在多源动态激励下的试验结果；

S3：对在多源动态激励作用下的预测模型输出的表面振动响应进行仿真分析，观察试验结果和仿真结果之间的误差是否小于设定阈值，若为是，则认定预测模型有效，若为否，则认定预测模型无效并对其进行优化。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：