摘要：介紹了某混合動力汽車的動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作模式，針對不同工作模式下動力總成噪聲的不同表現(xiàn)，通過測試動力總成噪聲、發(fā)動機、驅(qū)動電機和發(fā)電機的轉(zhuǎn)速和扭矩和動力電池電量等參數(shù)，并運用客觀試驗和聲功率級的方法對動力總成噪聲進行評價。結(jié)果表明：某混合動力汽車怠速+充電模式的動力總成噪聲聲功率級較純怠速模式高0.5dB(A)，差異主要集中在80-400Hz；發(fā)動機巡航+充電模式的噪聲聲功率級較純驅(qū)動電機巡航模式高2dB(A)，整個頻段的噪聲差異明顯。

關(guān)鍵詞：混合動力；動力總成噪聲；怠速充電；巡航充電前言2018年中國汽車產(chǎn)銷完成2780.9萬輛和2808.1萬輛，連續(xù)十年蟬聯(lián)全球第一，產(chǎn)銷量比上年同期分別下降4.2%和2.8%。而新能源汽車增長明顯，較上年同期分別增長59.9%和61.7%，其中插電式混合動力汽車產(chǎn)銷比上年同期分別增長122%和118%[1]。目前世界各國制定了更加苛刻的油耗目標以及禁售傳統(tǒng)燃油車的時間表，傳統(tǒng)燃油車將逐步退出歷史舞臺，比如德國和法國將于2030年和2040年將停售傳統(tǒng)燃油車，新能源汽車（含純電動，增程式和插電式油電混合汽車等）將成立主力軍。而作為全球最暢銷的混動汽車之一的某混合動力汽車，其獨有的混合動力結(jié)構(gòu)專利技術(shù)一直被各大汽車品牌追逐[2][6]。HEV混動系統(tǒng)不僅對降低油耗有巨大貢獻，而且對整車的NVH性能有重要影響。本文將通過試驗方法分析和評價某混合動力汽車的動力總成（發(fā)動機和減速器）在不同模式的穩(wěn)態(tài)工況下的噪聲，為研究新能源汽車混動系統(tǒng)的NVH性能提供工程依據(jù)[3-4]。

1 某混合動力汽車混動結(jié)構(gòu)概述

某混合動力汽車的動力總成結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要由動力電池、發(fā)動機、減速器、驅(qū)動電機和發(fā)電機等構(gòu)成。發(fā)動機、驅(qū)動電機和發(fā)電機根據(jù)動力電池電量(SOC)狀態(tài)、加速需求和能量回收需求等，實時調(diào)整發(fā)動機、驅(qū)動電機和發(fā)電機的轉(zhuǎn)速比實現(xiàn)充電、加速、換擋和制動能量回收等功能。

當動力電池電量（SOC）足夠高時，當需要急加速時，發(fā)動機、驅(qū)動電機和發(fā)電機的連接狀態(tài)如圖2所示[5]。

當車輛處于倒檔狀態(tài)時，發(fā)動機、驅(qū)動電機和發(fā)電機的連接狀態(tài)如圖3所示，此時處于制動能量回收狀態(tài)，發(fā)電機工作，對動力電池進行充電[5]。2 整車狀態(tài)下動力總成噪聲客觀試驗評價方法整車狀態(tài)下動力總成噪聲客觀試驗評價采用聲功率級的方法，將動力總成(含發(fā)動機和減速器等)等效為一個立方體，在動力總成的正前方、左上方和右上方分別布置3個自由場傳聲器，如圖4所示。

試驗中，首先，根據(jù)動力總成的尺寸參數(shù)在整車上布置3個傳聲器；其次，測試整車狀態(tài)下動力總成在不同工況（如怠速、巡航等）下3個傳聲器的聲壓級；最后，通過聲功率級合成方法將3個傳聲器獲取的聲壓級進行合成，并得到整車狀態(tài)下動力總成的噪聲聲功率級。圖4中，傳聲器2和傳聲器3位置對稱。聲功率級合成方法：LW=10*log10{C/(A0*P02)*(A1*P12+A2*P22+A3*P32)}+Lc（1）其中Lw-聲功率級；C-常數(shù)；Lc-加權(quán)系數(shù)，根據(jù)動力總成美化罩蓋的包覆面積確定；A0-參考面積，1m2；A1、A2和A3-分別為3個傳聲器對應(yīng)的等效聲場面積(m2)，其中A2=A3；P0-參考聲壓，20*10-6Pa；P1、P2和P2-分別為3個傳聲器的聲壓。3 動力總成怠速噪聲聲功率級針對文中的某混合動力汽車，其發(fā)動機、驅(qū)動電機和發(fā)電機處于不同的連接狀態(tài)下，會引起整個動力總成噪聲的變化。因此本文將主要研究發(fā)動機、驅(qū)動電機和發(fā)電機處于不同模式下的怠速和巡航工況下的動力總成噪聲聲功率級。對于某混合動力汽車，當車輛處于怠速（發(fā)動機起動）狀態(tài)時，存在兩種狀態(tài)：（1）動力電池電量（SOC）高于閾值時，發(fā)動機純怠速，僅發(fā)動機工作，不對動力電池進行充電，如圖1所示。（2）動力電池電量（SOC）低于閾值時，發(fā)動機將會起動，處于怠速狀態(tài)，同時發(fā)電機工作對動力電池進行充電，直至動力電池電量（SOC）高于閾值，如圖5所示。

兩種不同怠速模式，動力總成參數(shù)變化對動力總成噪聲聲功率級的影響值得研究。圖6和圖7顯示，發(fā)動機純怠速模式下，發(fā)動機工作，驅(qū)動電機不工作，發(fā)電機空轉(zhuǎn)，不對動力電池進行充電，三者的扭矩均為零；發(fā)動機怠速+充電模式下，發(fā)動機工作，提供正扭矩，發(fā)電機正轉(zhuǎn)，提供負扭矩給動力電池充電，驅(qū)動電機不工作。圖8顯示，兩種模式的怠速狀態(tài)下的動力總成噪聲聲功率級的總體量級差異不大，差值0.5 dB(A)。80-400Hz段的噪聲聲功率級，發(fā)動機怠速充電狀態(tài)高于發(fā)動機純怠速狀態(tài)，其他頻率段噪聲聲功率差異較小。

4 動力總成巡航噪聲聲功率級對于某混合動力汽車，當車輛在道路上巡航(勻速)行駛的過程中，也存在兩種狀態(tài)：（1）動力電池電量(SOC)高于閾值時，發(fā)動機不工作，僅依靠驅(qū)動電機驅(qū)動車輛行駛，發(fā)電機不對動力電池充電，如圖9所示。

（2）動力電池電量(SOC)低于閾值時，發(fā)動機將會起動，對動力電池充電，同時驅(qū)動車輛行駛，發(fā)電機工作對動力電池進行充電，直至動力電池電量(SOC)高于閾值，如圖10所示。

巡航時，發(fā)動機、驅(qū)動電機和發(fā)電機的連接狀態(tài)對動力總成噪聲聲功率級有重要影響，有必要進行深入研究，以80kph巡航為例進行分析。（1）純電80kph巡航（2）發(fā)動機80kph巡航+充電

圖11和圖12顯示，僅依靠驅(qū)動電機驅(qū)動模式的巡航下，驅(qū)動電機正轉(zhuǎn)，提供正扭矩驅(qū)動車輛，發(fā)電機空轉(zhuǎn)，不提供扭矩，不對動力電池進行充電，發(fā)動機不工作，轉(zhuǎn)速為零。發(fā)動機巡航+充電模式下，發(fā)動機工作，提供正扭矩驅(qū)動車輛，發(fā)電機正轉(zhuǎn)，提供負扭矩給動力電池充電，驅(qū)動電機空轉(zhuǎn)，不提供正扭矩，不驅(qū)動車輛。圖13顯示，兩種模式巡航狀態(tài)下的動力總成噪聲聲功率級在總體和頻段的量級差異明顯，差值2 dB(A)。主要原因在于發(fā)動機巡航+充電模式下，發(fā)動機和發(fā)電機同時工作，發(fā)動機引起的噪聲聲功率級明顯增大和突顯，發(fā)動機工作對應(yīng)頻段引起的噪聲聲功率級增大。

5 結(jié)論針對某混合動力汽車的動力總成結(jié)構(gòu)形式，通過客觀試驗的方法研究了其在不同模式下的怠速和巡航工況下的動力總成噪聲聲功率級，并得到了以下結(jié)論。（1）從發(fā)動機純怠速模式到發(fā)動機怠速+充電模式的轉(zhuǎn)換，兩者的動力總成噪聲聲功率級總體差異較小。（2）從純驅(qū)動電機驅(qū)動的巡航模式到發(fā)動機驅(qū)動巡航+充電模式的轉(zhuǎn)換，兩者的動力總成噪聲聲功率級差異明顯，發(fā)動機工作的主要頻率段聲功率級突顯。（3）下一步將研究混合動力結(jié)構(gòu)不同的連接模式對加速噪聲聲功率級的影響。作者：鮮敏，相龍洋作者單位：（上海汽車集團股份有限公司技術(shù)中心，上海 201804）

來源：汽車實用技術(shù)