新能源(電動)汽車噪聲與舒適度控制——NVH性能簡析

2020-12-12 POCTerLearner

摘要

電動汽車行業的迅猛發展,為消費者提供了更加多樣的選擇,作為最直觀的駕駛體驗,電動汽車的NVH(即Noise噪聲、Vibration振動和Harshness聲振粗糙度,通俗來講即為不平順性)仍然是許多消費者購買的評價指標之一。電驅系統中的電機轉速波動與轉矩波動均會給電機本體與車內帶來明顯的NVH問題,車聲、電池包等於傳統車型不同的部件也會對整車NVH帶來不同程度的影響。 本文簡述了這些不同的影響並加以總結。

前言

NVH是噪聲(Noise)、振動(Vibration)與聲振粗糙度(Harshness)的英文縮寫。噪聲,是令人感到厭煩的聲音,而人的聽覺範圍主要在20Hz–20000Hz之間,在此區間的噪聲對乘坐和駕駛體驗影響較壞。噪聲主要由頻率、幅值和聲音品質決定,車輛運行過程中諸多部件都會產生噪聲。振動,是人身體感受到的物體運動,我們感知到較敏感的振動範圍集中在0.5Hz–50Hz,它主要是由頻率、幅值和方向決定。當頻率較高時,相同的振動能量下,振幅就會變小,人們感受也不明顯。聲振粗糙度,是粗糙、刺耳、不協調的感受,是噪聲和振動的混合效果,主要與發動機及路面激勵力相關。

電動汽車行業的迅猛發展,為消費者提供了更加多樣的選擇,作為最直觀的駕駛體驗,電動汽車的NVH仍然是許多消費者購買的評價指標之一,而作為電車驅動的核心之永磁同步電機(PMSM)因具有高轉矩、高慣性比、結構可靠、控制性能優良及運轉效率高效等優點,從而廣泛應用於電動車領域等許多工業領域,同時永磁同步電機由於轉速、轉矩的不正常脈動是產生電磁噪聲與振動的主要原因,較為高頻的電磁噪聲,在行駛過程中易使人產生不適感,同時電機的轉速、轉矩的脈動,還會使電機內部損耗加劇,從而縮短電機的使用壽命。

電動機

電動汽車用電機取代內燃機,電機沒有發動機點火階次激勵和不平衡慣性力激勵,但是高頻電磁噪聲比較明顯。可通過對電機本體優化減小電磁噪聲。用減速器取代多檔位變速箱。由於空套齒輪的減少以及扭矩輸出相對平穩,減速器敲擊並不明顯,嘯叫成為減速器主要NVH問題,可參照傳統變速箱嘯叫開發方法進行電動汽車減速器嘯叫開發。電動汽車懸置系統設計與傳統燃油車存在一定差異,電動汽車電機和變速箱組成的動力總成沒有點火階次激勵和慣性力激勵,但是仍然存在減速器嘯叫、電磁激勵、轉子不平衡激勵等,最好的設計方式是將動力總成布置於副車架,副車架再與車身通過襯套連接,形成2級隔振系統,這樣可以最大程度衰減動力總成的激勵。

電池包帶來的影響

相對於內燃機汽車型,電動汽車下車體安裝有電池包,電池包上殼體剛度設計往往不足,易產生較大的輻射噪聲。優化電池包上殼體起筋方式可使60Km/h粗糙路面車內噪聲降低1dB(A),在設計階段就需要對電池包上殼體使用材料、起筋方式進行優化。

底盤氣動構型變化的影響

相對於內燃機汽車型,電動汽車需給電池包留出安裝空間,故其下車體一般比較平坦,前地板沒有像內燃機汽車型一樣具有足夠加強梁支撐,導致其模態與內燃機汽車型相比偏低。可以通過前地板起筋方式優化、阻尼黏貼位置、厚度和材料優化的手段避免前地板產生較大的輻射噪聲。

氣動構型是高速工況下風噪的主要決定因素之一

缺少發動機導致隔音吸震弱

電動汽車型缺少了發動機的遮掩效應後驅動系統噪音、電器件噪音、風噪、路噪都比較突出,聲品質較差,故對車身吸隔聲性能提出了更高的要求,吸隔聲性能可以從車身氣密性和聲學包方面進行開發。在設計階段需要對車身點焊密封膠、塗裝膠、老鼠洞、空腔隔斷、過孔密封等進行檢查確保其氣密性,樣車階段進行氣密性試驗驗證。同樣在設計階段需要對聲學包裝材料、安裝位置、厚度、覆蓋面積進行檢查確認,並通過統計能量的手段預測車外聲源到人耳的PBNR(聲能衰減)。儘早對供應商提供的平板樣件和成型樣件做吸聲及隔聲試驗,確認其吸隔聲性能是否滿足要求。

車架輕量化的影響

續航裡程是電動汽車一項關鍵性能指標,在其它因素不變情況下,整車越輕續航裡程高,故電動汽車對輕量化要求非常苛刻。車身骨架的輕量化會對車身的整體剛度產生影響進而影響模態,覆蓋件的減薄會降低質量和剛度進而影響隔聲性能,多重因素疊加後會對整車NVH性能產生影響。在設計階段可以使用多學科綜合優化方法對車身NVH性能、車身剛度、碰撞性能綜合優化尋優,找到平衡重量和各性能的最優方案。

內飾吸音對噪聲的控制

缺少了發動機遮掩效應,乘員艙內的異響將會比內燃機汽車型更加凸顯出來,所以設計階段針對內飾系統異響的開發非常有必要。車內異響一般指敲擊異響和摩擦異響,敲擊異響可以通過內飾件振動分析進行預測,通過增加連接剛度、增加安裝點等手段避免內飾板之間相互接觸敲擊;摩擦異響主要是相互接觸的部件材料不匹配造成的,設計階段可以對可能存在接觸的位置進行材料匹配試驗確定是否有摩擦異響風險,可以通過變更材料、加大間隙等方法避免摩擦異響。

底盤剛度降低的影響

電動汽車增加電池包後質量相對於內燃機汽車型會增加10%左右,為支撐更重的車身,往往會增加底盤襯套剛度,襯套剛度的增加會導致底盤向車身傳遞載荷變大。為了解決此類問題,電動汽車底盤安裝點動剛度及NTF目標設定應該相對於內燃機汽車型更加嚴格,另外需對襯套動剛度進行優化,得到最優的襯套剛度。

比亞迪刀片電池據說可以帶來車身剛度的提升

相關焦點

  • 電動成主旋律 到底什麼是新能源汽車?
    電池技術就成為了新能源汽車的重中之重,電池的能源密度與充電時間長制約了新能源汽車的發展,如何降低電池的使用成本,增強續航裡程是新能源汽車持續發展的關鍵。●  電動最火 新能源汽車分類新能源汽車的種類也是多種多樣,其中包括純電動汽車、增程式電動汽車、混合動力汽車、燃料電池電動汽車、氫發動機汽車、其他新能源汽車等。
  • 新能源汽車四種常用電機驅動系統詳解
    與混合動力汽車相比,純電動車使用單一電能源,電控系統大大減少了汽車內部機械傳動系統,結構更簡化,也降低了機械部件摩擦導致的能量損耗及噪音,節省了汽車內部空間、重量。電機驅動控制系統是新能源汽車車輛行使中的主要執行結構,驅動電機及其控制系統是新能源汽車的核心部件(電池、電機、電控)之一,其驅動特性決定了汽車行駛的主要性能指標,它是電動汽車的重要部件。
  • 某純電動汽車懸置減振性能優化研究
    辛雨趙春豔 李玉軍 北京新能源汽車股份有限公司摘要:電動汽車為未來汽車行業發展方向之一;懸置系統是影響電動汽車振動噪聲性能的關鍵問題,理應得到重視。某車型電動汽車右懸置隔振差,引起車內振動問題。為解決振動問題,測試實際動力總成轉動慣量並對懸置系統進行優化。
  • 新能源汽車電池量是多大,新能源汽車動力電池的性能
    新能源汽車電池量是多大,新能源純電動汽車的電池容量通常以千瓦時(kW.h)為單位。電池組的容量越大,汽車儲能能力就越強,續航裡程相對就會越大。一、新能源汽車動力電池簡介
  • 空氣能熱泵採暖將廣泛應用於新能源汽車
    汽車空調系統作為汽車系統重要部分,主要有製冷、取暖、通風等功能,而對於目前越來越多的新能源汽車,其動力類型的變化,電動汽車空調系統也與傳統燃油汽車的系統有所不同。PTC 水暖加熱是目前成熟且安全的採暖方案,廣泛應用於電動汽車上,但其主要缺點是對動力電池的消耗極大,嚴重縮短了電動汽車的續駛裡程。
  • 詳細分析新能源汽車電機電控系統
    新能源電動汽車性能還有巨大的提升空間,大家往往最關注電池,作為決定電動汽車性能的關鍵部件,本文詳細說說電機電控。 一、電機電控的重要性 新能源汽車作為傳統燃油汽車的替代品,其主要電氣系統即為在傳統汽車「三小電」(空調、轉向、制動)基礎上延伸產生的電動動力總成系統「三大電」——電池、電機、電控。
  • GB/T 39132-2020 英文版/翻譯/燃料電池電動汽車定型試驗規程
    GB 1495 汽車加速行駛車外噪聲限值及測量方法GB/T 12538 兩軸道路車輛重心位置的測定GB/T 12673 汽車主要尺寸測量方法GB/T 12674 汽車質量(重量)參數測定方法GB/T 18384.1
  • 尤溪縣漢唐A3+電動汽車配件中通賽馳X3全車配件價格表
    尤溪縣漢唐A3+電動汽車配件中通賽馳X3全車配件價格表清河騰達新能源汽配商城:主要經營各大品牌的電動汽車配件,如下:主營時風,御捷,雷軍,雷丁,道爵,漢唐,麗馳,寶雅,富路 ,江鈴,唐駿,眾泰,寶路達,時風 等品牌電動轎車原廠配件,保險槓,擋風玻璃,倒車鏡,大燈,充電器,電機,控制器,專用腳墊,等全車配件,廠家直銷
  • NVH是玄學還是真功夫?比亞迪帶你一探究竟
    汽車的任何摩擦振動都能夠產生噪音,例如發動機噪音、風噪、路噪、胎噪等,我們感受到的噪音是一個疊加的結果。  日常駕駛中,NVH帶來的感受無所不在:啟動和熄火時的噪聲和振動,怠速、加速、減速時的噪聲、換擋頓挫感和振動,高速時的風噪、路噪、車的異響、通過噪聲……這些都是NVH對外的顯性表現。一輛車開起來舒不舒服,NVH性能佔據半壁江山。
  • 河東小靈狗新能源電動汽車租賃品牌_左中右電動汽車精益求精
    河東小靈狗新能源電動汽車租賃品牌,左中右電動汽車精益求精,左中右電動汽車服務(天津)有限公司推出的全新綠色公交模式——"純電動微公交"系統屬國內首創。河東小靈狗新能源電動汽車租賃品牌, 汽車租賃業被稱為交通運輸服務行,它因為無須辦理保險、無須年檢維修、車型可隨意更換等優點,以租車代替買車來控制企業成本,這種在外企中十分流行的管理方式,正慢慢受到國內企事業單位和個人用戶的青睞。廣州純電動汽車租賃價格是多少?提交成功、感謝您貢獻的回答!
  • 環境溼度對新能源汽車鋰電池的性能影響
    電動汽車是一種採用電力驅動的全天候多地形交通工具,其動力電池包的環境適應性直接影響電動汽車在各種氣候環境條件下的使用穩定性,也關係著電動汽車全壽命服役周期內的安全性和可靠性,同時也影響新能源汽車產業的可持續發展。我國地域遼闊氣候類型多樣,其中溼熱氣候是很典型的一類,但目前關於電動汽車動力電池包溼熱氣候環境適應性的研究尚屬空白。
  • 電動汽車100問|八卦時刻:新能源汽車疑似與電動汽車……
    本書以電動汽車專業知識的科普為主,旨在宣傳優質純電動汽車的同時,給予電車消費者們最詳實的購車及用車指導。新能源汽車和電動汽車之間究竟有何瓜葛本期,BestEV小編就帶你一起滿足你我這份「八卦之心」03#
  • 購買新能源汽車的必備條件!新能源電動汽車維修保養成本是多少?
    新能源汽車在國內政策的助力下最近幾年是可謂風生水起,新能源汽車不僅能夠享受稅費優惠、停車優惠、政府補貼等,還具有不限行不限購等等優勢。因此很多人會選擇新能源汽車,如果選擇新能源汽車應該具備哪些條件呢?新能源汽車的維修保養成本是多少呢?
  • 新能源汽車怎麼開才省電,這些動力控制原理你知道嗎?
    在駕駛新能源汽車的時候,我們所使用的動力並不是來自汽油燃燒產生的動力,而是由燃料電池與蓄電池混合動力一起驅動汽車行駛的。這也是新能源汽車比傳統的燃油汽車節能環保的地方。既然是汽車,我們就少不了要跟汽車的動力系統打交道,也只有了解了能源汽車的動力系統,我們才能更好的駕駛汽車,不損害我們的汽車。新能源汽車的燃料電池電動汽車能量是有控制策略的,會隨著動力系統的結構形式不同而有所不同,但新能源的能量控制策略有三大基本控制目標,這就是汽車動力性、汽車經濟性和汽車續駛裡程三種。
  • 精進電動聚焦新能源汽車核心零部件領域
    精進電動近日回復了科創板上市申請第二輪審核問詢函,涉及生產場地、產能利用率及募集資金運用、訴訟等方面的問題。精進電動指出,相比競爭對手,公司最大的不足是資金實力有限,融資工具單一。  精進電動此次擬募集資金約20億元,用於中高端電驅動系統研發設計、工藝開發及試驗中心升級等項目,並補充營運資金。
  • 最通俗易懂的電動汽車電機知識大分解
    現在電動汽車的發展越來越快,而電動汽車電機的研發,更是引起了大家的關注,不過真正了解電動汽車電機的人卻寥寥無幾。小編為大家搜羅多方資料,為大家好好講一下電動汽車電機的知識,以及新能源電機排行榜。讓我們一起探討下高科技的汽車心臟!
  • 電動汽車的防水性怎麼樣?電動汽車的防水性
    電動汽車的防水性:介紹不過提醒大家下雨天不要將新能源電動轎車放在露天的環境中,如果新能源電動轎車輕微的進水後只需通風晾乾。但是新能源電動轎車被雨水打溼後不要馬上充電,一定要將車子放在通風的地方晾乾後再充電,否則容易造成短路,導致自燃。技術人員提出大家一定要合理放置新能源電動轎車,雖然它已經裝有安全的防水措施,但是大家最好也要對其進行正確保養,只有這樣才能延長其使用壽命。
  • 學習新能源電動汽車維修哪裡去?
    學習新能源電動汽車維修哪裡去?學習新能源電動汽車維修哪裡去?今天小編就帶你去看一看一所開設新能源電動汽車維修專業的學校,它就是大名鼎鼎的西安北方交通學校,西安北方交通學校是陝西工商學院和北方職教集團強強聯合,西北地區最具實力的交通類校企聯辦院校。北方職教集團25年專注學歷+技能+就業+創業的四修教育,在全國50多所同等規模院校、培養了40多萬高薪、高技能人才。
  • 新能源電動汽車家用可攜式充電槍十大品牌排名
    現在購買新能源電動汽車,很多廠家都不再贈送家用可攜式充電槍了。只能車主自己購買。目前,各種新能源汽車充電器品牌很多,各種品牌之間價格差別也非常大。對於大部分消費者來說,真的是很難判斷出「新能源汽車充電槍哪個牌子好?」
  • 多態新能源,純電動汽車電池種類介紹
    導讀:多態新能源,純電動汽車電池種類介紹眾所周知,隨著時間的推移市面上湧現出一大批電動汽車,電動車日新月異更新的同時電池技術也在不斷的進化,從技術架構到產品研發爭分奪秒的搶奪市場,那麼市面上的電池種類有哪些呢?今天小編帶你了解一下。