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純電動(dòng)汽車電機(jī)懸置支架固有頻率的設(shè)定方法-III
「純電動(dòng)汽車電機(jī)懸置支架固有頻率的設(shè)定方法-III」
問題描述
某款純電動(dòng)汽車在水泥路面上急加速行駛，電機(jī)工作轉(zhuǎn)速在3125～4000r/min時(shí)，在乘員艙內(nèi)電機(jī)噪聲明顯變大，主觀感覺聲音的突兀感非常明顯，需要進(jìn)行優(yōu)化改善。
該驅(qū)動(dòng)電機(jī)總成的相關(guān)參數(shù)如下表1所示，由于該電機(jī)采用的是8極48槽式架構(gòu)，根據(jù)公式(3)-(5)可知，電機(jī)電磁激勵(lì)噪聲的頻率可表示為2pf的整數(shù)倍，亦即電機(jī)激勵(lì)的階次頻率主要為8f、16f、24f、48f等等。
圖1為該工況下駕駛員側(cè)的車內(nèi)噪聲瀑布圖，在電機(jī)工作轉(zhuǎn)速3125～4000r/min時(shí)出現(xiàn)的異常噪聲頻率段大致為2200～3200Hz，并且在此轉(zhuǎn)速區(qū)間和頻率段內(nèi)，階次頻率48階的直線上均存在明顯的噪點(diǎn)。
懸置的隔振性能可以用隔振率進(jìn)行描述，一般認(rèn)為在隔振率≥20dB時(shí)，懸置隔振效果良好，滿足設(shè)計(jì)要求[8]。在急加速工況下的懸置隔振率測(cè)試發(fā)現(xiàn)，如圖2所示，左懸置X和Y向的隔振率均在20dB以上，但是Z向的隔振率很低，尤其是在電機(jī)工作轉(zhuǎn)速3125～4000r/min時(shí)只有16dB左右，且與整車急加速工況的噪聲問題高度一致，因此是整車噪聲問題的直接原因。
該電動(dòng)車的輪胎規(guī)格為235/45R18，評(píng)價(jià)工況的最高行車速度V=120km/h。根據(jù)公式（12）計(jì)算可知，該懸置支座殼體固有頻率的設(shè)計(jì)值應(yīng)大于1894Hz。圖3為左懸置殼體的固有頻率CAE分析結(jié)果，懸置殼體的振型為沿整車方向Y向擺動(dòng)，固有頻率僅為1262Hz，不滿足設(shè)計(jì)要求。根據(jù)公式（7）~（9）可知，左懸置的固有頻率對(duì)于懸置隔振存在重要影響且與隔振測(cè)試結(jié)果關(guān)聯(lián)，因此是整車噪聲問題的根本原因。
優(yōu)化方案
根據(jù)左懸置的周邊布置空間和振型，可以在左懸置殼體Y向增加一個(gè)與車身連接的安裝點(diǎn)，增大懸置支座在整車Y向的剛度，從而提高懸置支座的固有頻率。圖4為“加安裝點(diǎn)”優(yōu)化方案左懸置固有頻率CAE分析結(jié)果，由于支座殼體的側(cè)面增加了一個(gè)車身安裝點(diǎn)，該懸置殼體的振型變化為繞整車方向Z軸的扭轉(zhuǎn)，固有頻率達(dá)到了1947Hz，滿足理論計(jì)算的設(shè)計(jì)值。
圖5為基于優(yōu)化方案在急加速工況下駕駛員側(cè)的車內(nèi)噪聲瀑布圖，在電機(jī)轉(zhuǎn)速3125～4000r/min、噪聲頻率2200～3200Hz范圍內(nèi)， 48階的噪聲曲線相對(duì)于原始狀態(tài)均明顯降低，具有很好的優(yōu)化效果；主觀評(píng)價(jià)車內(nèi)電機(jī)噪聲的突兀感基本消失，噪聲問基本題解決。
圖6為基于優(yōu)化方案在急加速工況下駕駛員側(cè)的OA值曲線，在電機(jī)工作全轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，整車的噪聲值相對(duì)于優(yōu)化前得到了明顯降低，改善效果非常顯著，與主觀評(píng)價(jià)高度一致。
圖7基于優(yōu)化方案左懸置Z向的隔振率曲線，經(jīng)過結(jié)構(gòu)優(yōu)化左懸置Z向的隔振率相對(duì)于優(yōu)化前，在電機(jī)轉(zhuǎn)速3125～4000r/min范圍內(nèi)的隔振率平均提高了4dB左右，基本滿足20dB的設(shè)計(jì)要求。此外，在其他工作轉(zhuǎn)速段的隔振率也明顯改善。
本文摘自《純電動(dòng)汽車電機(jī)懸置支架固有頻率的設(shè)定方法》-汽車科技
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