[发明专利]一种电驱一体化NVH仿真建模方法

说明书

本发明涉及电驱系统仿真技术领域，具体涉及一种电驱一体化NVH仿真建模方法。先对电驱系统的部件分别进行详细的有限元建模，再对建立的限元模型进行装配，建立电驱动总成结构有限元模型，对电驱动总成结构有限元模型进行网格粗化和校正，然后对电驱模型进行包络，进一步建立声学有限元模型，同时获取电机与减速器激励，激励加载到相应的电驱有限元模型，在模型中设置声学场点，最终完成电驱一体化NVH仿真模型的建立。运用本发明的建模方法得到的模型仿真精度高、效率高，能够满足项目开发需求。

技术领域

本发明涉及电驱系统仿真技术领域，具体涉及一种电驱一体化NVH仿真建模方法。

背景技术

与传统的驱动方式相比，电驱动系统以消耗电能达到驱动系统运动或工作的目的，目前该类型的驱动方式已经广泛的应用于工业领域，例如家用空调系统的电动压缩机、电动车、小型无人机等。当然，在一些重型工业中，电驱动的方式也同样存在，例如电力机车、风电、潜艇推进系统等领域。由此可见，电驱动的应用领域越来越广，其使用产品也越来越大，可以预见在不久的将来，我们日常所见的驱动方式将主要以电驱动为主。

NVH(噪声、振动与声振粗糙度)是衡量汽车制造质量的一个综合性问题，它给汽车用户的感受是最直接和最表面的，车辆的NVH问题是国际汽车业各大整车制造企业和零部件企业关注的问题之一。有统计资料显示，整车约有1/3的故障问题是和车辆的NVH问题有关系，而各大公司有近20％的研发费用消耗在解决车辆的NVH问题上。

电驱系统正在向着一体化方向发展，集成电机、减速器、逆变器为一体，而目前的电驱系统NVH仿真方法，往往针对单独电机、减速器进行建模和分析，单体的NVH仿真方法无法考虑电机和减速器的耦合影响导致的NVH噪声问题，仿真效率低，因此难以满足项目开发需求。

例如，《机电工程》杂志第37卷第6期(公开日2020年6月30日)中刊登的论文《多源激励下电机-减速器一体化系统NVH的研究》中提出了一种综合考虑电机-减速器总成系统的建模方法，并针对该模型进行了模态分析；根据实际需求设计了电机-减速器的基本参数，分析了使得电机与减速器振动与噪声的主要激励源；然后针对电磁激励与机械激励，对电机-减速器系统的影响进行了振动与噪声分析；最后进行了多源激励作用下，动力总成振动与噪声特性的仿真与实验验证。但该论文并未对具体的建模方法进行描述，且模型中不包含电机转子、减速器轴齿等内部结构，未能建立完整的仿真模型。

吉林大学博士学位论文《电驱动系统减速器刚柔耦合动力学建模及振动噪声优化》(公开日2020年12月1日)中介绍了电驱动系统振动噪声建模、仿真、分析到优化的工作流程，开展了混合有限元与解析理论的斜齿轮承载接触快速分析研究、面向齿轮修形的多目标优化及三维修形特性分析、高速电驱动系统刚柔耦合建模及动力学特性分析、电驱动系统振动噪声分析及优化研究。但该论文中噪声的分析方法选择了简化的表面振动速度法，无法得到噪声声场的结果，仅是由辐射声功率转化得到的平均声压结果，无法和实际噪声结果进行对比。

综上所述，现有技术中对电驱一体化NVH仿真建模的研究较少，且难以得到更精确的辐射声场结果，计算精度不高。

发明内容

为了解决现有技术的仿真方法无法考虑电机和减速器的耦合影响、仿真效率低，结果不够精确的问题，本发明提出了一种电驱一体化NVH仿真建模方法。

本发明提供的电驱一体化NVH仿真建模方法具体包括以下步骤：

步骤1.对电驱系统的部件分别进行详细的有限元建模；

步骤2.对悬置支架使用弹性单元进行约束，根据实际悬置刚度参数设置弹性单元X轴、Y轴和Z轴三个方向的弹性模量，对建立的限元模型进行装配，建立电驱动总成结构有限元模型；

步骤3.简化电驱动总成结构有限元模型，粗化模型的网格尺寸；

步骤4.对粗化后的网格尺寸进行校正，获得合适精度的粗化网格；