隨著各大企業(yè)開始宣布禁售燃油車的計劃，新能源汽車已經成為新時代的寵兒，駕駛舒適性也一直是人們非?？粗氐男阅苤笜酥?，因此，新能源汽車的NVH性能顯得尤為重要。由于新能源汽車的動力系統(tǒng)與傳動汽車有本質區(qū)別，新能源汽車NVH性能又有那些新的問題呢？我們邀請到了吉孚動力副總經理Mr. Helmut Mueller解讀這一問題。
吉孚動力是德國最大的獨立的變速箱測試機構，具備30多年的測試經驗，在全球擁有150多個測試臺架，除了在德國的5個測試中心外，在中國還有兩個，其中一個在蘇州，另一個在天津（在建）。目前，吉孚擁有多種動力總成測試臺架，也擁有自己的測試跑道。

NVH面臨的問題主要包括以下幾類：電動車的逆變器和電機等發(fā)出的高頻噪聲、齒輪傳遞誤差造成的齒輪嘯叫、非承載齒輪間隙導致的敲擊聲、傳動系扭矩突變導致的撞擊聲和閉合鎖止離合器時的低頻沉悶金屬聲。

在NVH測試開發(fā)流程中，傳遞路徑分析（TPA）是必不可少的工作，其中包通過經懸架傳遞至車身的結構傳遞噪聲和空氣傳播的噪聲。汽車開發(fā)流程有個“V”字型模型，NVH測試開發(fā)流程也同樣有，對于整車目標有性能、燃油消耗率、NVH性能等，對于傳動系統(tǒng)而言，有耐久性、質量和成本、NVH性能等。如下如圖所示，整車NVH目標需從系統(tǒng)以及零部件層面實現(xiàn)，而從系統(tǒng)及零部件層面到整車NVH性能實現(xiàn)過程，必須進行測試臺的驗證過程。

如今驅動系統(tǒng)由傳統(tǒng)的內燃機改為電機后，又有許多新的NVH問題，主要有以下幾點：一、逆變器中的IGBT造成的高頻噪聲；二、電機扭矩波動引起的激勵；三、電機轉速可高達兩萬轉，造成的高頻齒輪傳動噪聲；四、缺少內燃機，沒有內燃機噪聲的掩蓋。關于混合動力方面，內燃機系統(tǒng)噪聲同時經過空氣傳播和結構傳播至駕駛艙，由于混合動力的電力系統(tǒng)是高度集成的，也使得其他集成更加困難，如內燃機和變速器之間的集成。面對新的NVH挑戰(zhàn)，需新的測試手段和測試設備才能應對，如需要更安靜的消聲室、高剛度的測試臺、用于高速高頻的傳感器、高速測試臺架和電機等。
吉孚從1997年開始進行NVH測試，2010年已經搭建了優(yōu)越的仿真設備，并開始準備對電動車NVH測試，經過八年的充分準備，現(xiàn)在已經有足夠的能力應對這些新的挑戰(zhàn)。

下圖是2017年搭建的兩個最新電機測試臺架

第一臺架為AWD和FWD測試臺架，目前位于德國-阿爾斯多夫；第二個為FWD測試臺架，目前位于蘇州。上面的兩個輸出端即輸出端1與輸出端2既可以做前驅車測試也可以做后驅車測試。從結構和材料上，該測試臺架被固定在荷載為60噸的試驗臺架地板上，軸系材料為碳纖維，平衡精度達G2.5，電機轉速最高可達20000rpm，扭矩達575 N.m，滿足4000 rad/s²的加速要求。在德國，該實驗臺是一級的NVH實驗臺，已經具備世界一流水平。

整個布局層面，電池模擬器功率可達150kW，最高電壓和電流達600V和600A，測試臺內部有一個完整的混合驅動系統(tǒng)在內，測試過程中可濾掉一些不必要的振動，通過臺架的分析軟件，可對NVH的現(xiàn)象進行可視化分析，比如通過動力傳動系統(tǒng)和測試臺架模擬仿真，可使測試對象和臺架運行狀態(tài)得到保證。下圖上面的顏色變淺代表噪聲變大，深色的地方代表噪音較低，從下圖可看出，發(fā)動機轉速從500到5000RPM的噪聲是不同，這便是可視化分析軟件提供的仿真分析圖像，變速器嘯叫問題根本原因在于齒輪本身，輪齒嚙合變化會引起變速器產生周期性的振動，其頻率與傳動系固有頻率接近時會形成一個共振區(qū)域而使得噪聲增加數(shù)倍。

傳動系的傳遞誤差是由低速測量得到，變速器內所有齒輪的傳遞誤差都可在臺架上進行直接測量，且都是低速測量的，下圖可以看出傳遞誤差與轉速之間的關系，齒輪箱的傳遞齒輪有26個齒，可以看出每一個齒嚙合情況，通過這個圖分析可以得出噪音的來源，以及齒輪箱的噪音和誤差產生的情況。另外對于接觸斑點的分析，接觸的斑點顯示了齒輪的接合面中間會產生一些傳遞誤區(qū)，傳遞誤區(qū)越高噪音越大，反之噪音越小，這是NVH測試中非常重要的一個測試。


總結
新能源汽車NVH問題較傳統(tǒng)車有較大改變，其NVH技術挑戰(zhàn)主要來源于新能源汽車的三電系統(tǒng)，電機轉速高于發(fā)動機，對其他零部件的噪聲要求更高。由于要求更加苛刻，對測試設備要求也更高。吉孚動力已為新能源測試準備八年，已經建立了能夠滿足新能源汽車NVH測試要求的臺架設備。