一种新能源汽车电机噪声优化方法与流程

1.本发明属于新能源汽车噪声优化方法技术领域，具体涉及一种新能源汽车电机噪声优化方法。


背景技术：

2.对于用户来说，汽车在驾驶过程中的声音反馈是对整体驾驶感受影响较大的因素之一。正向的声音反馈，如启动音效、加速时的声浪、减速的提示音等可以清晰地告诉用户汽车的状态，让用户明确知道汽车确实对自己的操作产生了反馈。但是，汽车行驶产生的异常声音，尤其是电机的高频噪声，会给用户带来强烈的不适感。电机是新能源汽车的动力来源，采取必要措施消除电机高频噪声是用户和生产企业共同的选择。


技术实现要素：

3.针对现有技术中存在的电机的高频噪声问题，本发明的目的是提供一种新能源汽车电机噪声优化方法，该优化方法通过对电机转子进行针对性结构优化，改变电机转子模态，消除电机在整车特定车速下的高频噪声。
4.本发明通过如下技术方案实现：
5.一种新能源汽车电机噪声优化方法，具体包括如下步骤：
6.步骤一，获取电机噪声的声压级，并获取新能源汽车的运行参数，并根据所述运行参数获取与所述运行参数相关联的电机噪声信号的频率，其中，所述运行参数至少包括新能源汽车的电机转速；
7.步骤二，获取电机转子的模态与结构参数；
8.步骤三，根据所述新能源汽车电机转速、所述电机噪声信号的频率以及所述电机转子的模态与结构参数，对所述电机转子进行针对性结构优化。
9.进一步地，步骤一中所述获取电机噪声的声压级，通过以下方法实现：
10.对装配所述电机的整车进行整车nvh试验，在电机壳体外侧，距电机壳体垂直距离10cm处布置麦克风，获取电机近场噪声colormap图，并获取电机声压级及电机转速的关系曲线。
11.进一步地，步骤一中所述获取新能源汽车的运行参数，通过以下方法实现：
12.读取所述新能源汽车的can总线传输的数据信息，以实现对所述运行参数的获取。
13.进一步地，步骤二中所述获取电机转子的模态与结构参数，通过以下方法实现：
14.对电机转子进行有限元分析，得到转子在当前结构参数下的模态参数。
15.进一步地，所述有限元分析是利用模态分析专用软件——artemis model进行的，根据模态分析要求，输入电机转子的数模、材料密度、泊松比、弹性模量值，模拟仿真出电机的振型图。
16.进一步地，步骤三中所述对电机进行针对性结构优化，具体通过以下方法实现：
17.更改所述电机转子轴的内外径尺寸，同时保证转子铁芯与所述电机电磁关系不
变。
18.与现有技术相比，本发明的优点如下：
19.1、本发明的优化方法可以有效改善电机转子运转过程中引起的电机系统噪声；
20.2、本发明所述电机噪声优化方法，改变电机转子的结构参数，避免了对电机外部壳体及电机系统周围机舱环境的更改，优化方法在电机内部，减小了整车噪声优化的结构变更难度；
21.3、本发明所述电机转子结构优化，在改变电机转子模态参数的同时，可对电机转子的结构刚度产生有益影响，增加电机系统的结构可靠性。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
23.图1是通过整车nvh试验获得的电机近场噪声colormap图；
24.图2是通过整车nvh试验获得的电机转速-声压级曲线；
25.图3是电机转子结构优化前的示意图
26.图4是电机转子结构优化后的示意图
27.图5是第一电机和第二电机的频率-声压级对比曲线。
具体实施方式
28.为清楚、完整地描述本发明所述技术方案及其具体工作过程，结合说明书附图，本发明的具体实施方式如下：
29.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
30.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
31.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
32.一种新能源汽车电机噪声优化方法，该方法的技术方案包括以下内容：
33.步骤一，获取电机噪声的声压级，并获取新能源汽车的运行参数，并根据所述运行参数获取与所述运行参数相关联的电机噪声信号的频率，其中所述运行参数至少包括新能源汽车的电机转速；
34.步骤二，获取电机转子的模态与结构参数；
35.步骤三，根据所述新能源汽车电机转速、所述电机噪声信号的频率以及所述电机转子的模态与结构参数，对所述电机转子进行针对性结构优化。
36.所述获取电机噪声的声压级通过以下方法实现：
37.对装配所述电机的整车进行整车nvh试验，在电机壳体外侧，距电机壳体垂直距离10cm处布置麦克风，获取电机近场噪声colormap图，并获取电机转速-声压级曲线。
38.所述获取新能源汽车的运行参数通过以下方法实现：
39.读取所述新能源汽车的can总线传输的数据信息，以实现对所述运行参数的获取。
40.所述获取电机转子的模态与结构参数通过以下方法实现：
41.对电机转子进行有限元分析，得到转子在当前结构参数下的模态参数。所述有限元分析是利用模态分析专用软件——artemis model进行的，根据模态分析要求，输入电机转子的数模、材料密度、泊松比、弹性模量值，模拟仿真出电机的振型图。
42.所述步骤三对电机进行针对性结构优化可通过以下方法实现：
43.更改所述电机转子轴的内外径尺寸，同时保证转子铁芯与所述电机电磁关系不变。
44.实施例1
45.一种新能源汽车电机噪声优化方法，下面结合附图和具体实例对本发明作详细说明，具体为：
46.(1)对某在25kmph车速出现高频噪声的电动车电机进行整车nvh试验，获取第一电机近场噪声colomap图，如图1，同时获取电机振动数据及近场噪声声压级；
47.(2)根据所获取的电机近场噪声声压级，结合获取的电动汽车整车运行参数，获得电机转速-声压级曲线，如图2；
48.(3)根据所述电动汽车的传动比，计算25kmph车速对应的电机转速约为2685rpm；
49.(4)在所述电机转速-声压级曲线中，找出2685rpm转速附近噪声贡献最大的阶次声压级曲线，在本实例中，54阶次声压级曲线贡献最大，由此计算对应转动频率约为2417hz，公式为频率＝转速/60
×
阶次；
50.(5)对所述电机转子进行有限元分析，第一转子轴和优化后的第二转子轴内外径尺寸及对应转子模态参数对比如下：
[0051][0052]
第一转子轴结构示意图如图3，第二转子结构示意图如图4；
[0053]
(6)对装配第二转子轴的第二电机进行nvh测试，与第一电机的频率-声压级对比
曲线如图5；对比可以得出结论：装配了第二转子轴的电机在整车特定车速25kmph附近的高频噪声得到了明显优化。
[0054]
所述电机转子结构优化的尺寸、模态应根据新能源汽车整车情况及电机结构设定，不同的整车和电机的系统，有效的转子结构和模态应是不同的。可以结合整车nvh测试的测试数据，分析具体产生噪声贡献的转子频率，同时在保证现有电机电磁设计不变的情况下，选择合理的转子轴尺寸及模态参数，最大程度的消除频率接近时对噪声的放大作用，消除新能源汽车在特定车速下的高频噪声。
[0055]
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
[0056]
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0057]
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。