NVH性能作为汽车最重要的性能指标之一,直接决定着用户感知质量,提高产品的舒适性可以保证优良的市场竞争性。
电动汽车相对于传统燃油汽车会更加静谧,内燃机的工作原理是通过燃油在汽缸中燃烧产生的爆炸推动活塞运动,进而驱动汽车前进。而电动汽车则是通过电能转化为机械能驱动车辆,其电机运行时没有内燃过程,因此噪音更低。这一点尤其在低速行驶下表现得更为明显,电动汽车能够提供平稳的驾驶感受,给人一种舒适静谧的感觉。
但是电动汽车设计过程中,NVH也会面临新的问题:
- 模态规划问题:汽车是一个复杂的系统,各部件互相关联,需要采用整车模态规划来避免NVH问题的出现,或者解决已经存在的NVH问题,如果问题频率较低,则主要通过模态规划来实现,如果问题的频率较高,则主要通过声学包装来实现。简单地讲,就是通过模态分离,以避免出现共振。模态规划表可以用来指导汽车的总体NVH设计,因此,模态规划表非常重要。
- 电机噪声:驱动电机的噪声主要分为空气动力噪声、电磁噪声和机械噪声。其中在高速运转时空气动力噪声是主要噪声,中低速运转时电磁噪声为主要噪声。
- 齿轮噪声:齿轮传动噪音,啮合的齿轮对或齿轮组在传动时,由于相互的碰撞或摩擦激起齿轮体振动而辐射出来的噪声。在齿轮系统中,根据机理的不同,可将噪声分成加速度噪声和自鸣噪声两种。一方面,在齿轮轮齿啮合时,由于冲击而使齿轮产生很大的加速度并会引起周围介质扰动,由这种扰动产生的声辐射称为齿轮的加速度噪声。另一方面,在齿轮动态啮合力作用下,系统的各零部件会产生振动,这些振动所产生的声辐射称为自鸣噪声。
- 路噪和轮胎噪声:路面噪声的激励源来自于路面,路面上的凸凹不平会产生周期性或者随机性激励,通过轮胎、悬架系统向车身传递。
- 风噪音:风噪属于空气动力噪声,具有宽频特性。当车辆高速行驶时,车辆与空气产生剧烈的摩擦,在车辆表面形成一个边界层,特别是在一些结构突变的位置,如刮水器、天线、后视镜等处。边界层处出现气流分离,形成涡流和湍流。紊乱的气流相互作用,产生压力变动,这些激励作用到车身上,引起车身振动,并产生辐射噪声。
- 主动噪音控制:车外提示音,作为电动车在低速时,十分安静使行人很难觉察到车辆的靠近。需要开展低速提示音的研究。
电动车主要噪声源
1.动力总成系统
动力总成主要振动来源为驱动电机,激励形式为电机扭转、窜动。驱动电机的振动是由电磁力、转子机械不平衡、空气动力等因素产生,主要分为定子产生的电磁振动、转子不平衡振动和轴承产生的振动三大类。对于理想电机,主要振动源为电机的电磁力。电磁力产生的振动力包括径向分力和切向分力。主要考虑电磁力径向分力,这会引起转子的不平衡振动。
2.传动系统
电动车无离合器和换挡拉索,动力直接通过减速器传递,轮齿在受力运转中会产生变形,加上齿轮制造、安装误差的影响,使齿轮合和分离时产生碰撞和冲击,因此,易出现减速器啸叫激励。
3.底盘系统
电动车多采用低滚阻轮胎,由于质量分布发生变化,导致车辆悬架的轴荷分配、悬架硬度等有相应调整,因此,对路面激励的衰减能力较差,路噪贡献量变大。
4.附件噪声
电动车无内燃机,电动真空泵、水泵、电动压缩机、冷却风扇暖通总成等电器噪声激励更易凸显出来。特别是动力电池采用空调风冷形式时,动力电池蒸发器风扇在运行时也会产生噪声。