[发明专利]一种多阻尼层局域共振子单元及其使用方法

说明书

本发明涉及一种多阻尼层局域共振子单元，刚性外壳内设有内隔圈将刚性外壳的内腔分为上、下两层，上层空间设有第三粉体阻尼层，第三粉体阻尼层设有粉粒体，粉粒体占到整个上层空间容积的65‑75%，下层空间由上而下依次设有第二粘弹性材料阻尼层和第一振动层，第一振动层的底部凸出刚性外壳的底边。通过三种不同材质的阻尼层的结构，使得三层阻尼层对中频区、高频区的显著效果互补，达到良好的减振降噪效果，使用时，将若干个多阻尼层局域共振子单元形成晶格，均匀布设在机壳外表面，使有效减振频域大大增加，对电机产生的200Hz‑4000Hz的振动噪声均有明显的减弱效果。

技术领域

本发明涉及永磁同步电机减振降噪的技术领域，具体地说是一种用于新能源车的电机机壳减振降噪的多阻尼层局域共振子单元,尤其涉及一种通过声学超材料周期排布及不同阻尼吸能结构对电机产生的振动能量进行吸收耗散以达到减振降噪目的多阻尼层局域共振子单元。

背景技术

今年来，纯电驱动的新能源乘用车已经成为了汽车产业的主流发展方向，永磁同步电机也由于其重量轻、功率密度大等优点被更多的应用于乘用车驱动系统的设计中。随着对乘员驾驶及乘坐体验的更高要求，永磁同步电机的振动噪声问题已经成为了电机驱动系统设计制造的重点考量因素。然而现有降噪手段主要集中在设计端，对于装车测试时电驱动系统由于其复杂结构所产生的难以预测的局部共振现象的解决方法并不多见。

目前主要的减少永磁同步电机振动噪声的手段有转子分段斜极、转子极弧系数优化等方法，该类方法旨在优化电机气隙磁场的磁密波形进而优化电机径向电磁力波形和转矩脉动占比分量，以达到减弱电机振动噪声的目的。这类方法只能在设计端优化电机的振动噪声，但由于新能源车用永磁同步电机结构通常需要与整车动力系统进行匹配设计，故而其机械结构尤其是机壳通常具有较为复杂的结构，不同安置点的力学连接又较为复杂，所以在设计端并不能全面考虑到电机的振动情况。所以设计端优化方案完备，但制造出的样机装车测试时噪音过大的现象也难以避免，而传统的设置不同阻尼吸振器的方法则很大程度上受到整车设计中对于质量、结构尺寸的严格要求的限制，而难以实施。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改进的多阻尼层局域共振子单元及其使用方法，通过在制作特殊的多阻尼层局域共振子单元结构，降低振动噪音，多阻尼层局域共振子单元安装于电机机壳外部，可以有效减弱设计端难以预测的电机振动噪声问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种多阻尼层局域共振子单元，包括刚性外壳，其特征在于：刚性外壳内设有内隔圈，将刚性外壳的内腔分为上、下两层，上层空间设有第三粉体阻尼层，第三粉体阻尼层设有粉粒体，粉粒体占到整个上层空间容积的65-75％，下层空间由上而下依次设有第一橡胶阻尼层的外壁设有固定槽，刚性外壳的壁壳上设有与固定槽相配合的约束调节孔，第一振动层的底部凸出刚性外壳的底边。

优选的，第二粘弹性材料阻尼层采用的粘弹性材料为沥青基粘弹性材料或聚氨酯基橡胶或泡沫材料或硅胶材料，第二粘弹性材料阻尼层的最大损耗因子η_2max≥0.9，第二粘弹性材料阻尼层的静刚度小于导热橡胶块的静刚度和上层刚性外壳的刚度，第一振动层和上层刚性外壳对第二粘弹性材料阻尼层产生约束力，使得第二粘弹性材料阻尼层的振动能量耗散增大。

进一步，第三粉体阻尼层的粉粒体由包裹阻尼浆的颗粒制成，颗粒可以采用直径为1-2mm的金属颗粒或者混合橡胶的金属颗粒制成。

一种多阻尼层局域共振子单元的使用方法，其特征在于：在电机机壳的外表面，沿着圆周方向，设置至少2层及以上的多阻尼层局域共振子单元，相邻两层的间距为35—80mm，两个相邻的多阻尼层局域共振子单元的间距为40-150mm，刚性外壳内从上至下依次设有第三粉体阻尼层、二粘弹性材料阻尼层和第一振动层。

相对于现有技术，本发明的技术方案除了整体技术方案的改进，还包括很多细节方面的改进，具体而言，具有以下有益效果：