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新能源汽车结构特征及NVH性能分析

2021-02-24姚迪赵树森姚章凯王爽

科教创新与实践 2021年47期
关键词:结构特征新能源汽车

姚迪 赵树森 姚章凯 王爽

摘要:NVH是评价汽车乘坐体验的3个重要指标。改善汽车的振动和噪声情况很有必要,对于汽车的振动和噪声有国家要求的标准,比如GB1495—2002,对于不达标准的汽车不能投放到市场。国内汽车企业目前已经充分重视汽车的NVH,逐年增加投入、招聘一流人才等;政府也把NVH作为自主汽车的一个重要的技术领域,如采取组建企业国家重点实验室等措施,由此可见,NVH在汽车领域是一项十分重要的分支路线。因此近年来新能源汽车的兴起,尤其是纯电动汽车的普及,电动汽车的NVH性能相对于传动的燃油汽车要更好,驾驶人员以及乘客的体验也在日益提升。然而新能源汽车的NVH存在诸多问题,面临着挑战。

关键词:新能源汽车;结构特征;NVH性能

引言

新能源能够从真正意义上改善人们的生活环境,同时也可有效调整当前国内社会经济的发展机制,为我国可持续发展带来新的技术与理念。近年来,新能源在各行各业得到深入应用,也给汽车行业的创新发展带来了积极影响。为满足现代化发展标准,新能源汽车行业开始向规模化、产业化方向进行发展,践行节能环保的绿色发展战略。

1新能源汽车的定义

纵观汽车行业发展史,我们不难发现,新能源汽车行业出现时间晚且缺少相应的实践基础和丰富的经验支持。从全面的视角出发,我们从外部经济和宏观经济两方面研究新能源汽车发展状况:首先,宏观经济状况下的新能源汽车以电动汽车,油电混合汽车为主,这种汽车在行驶过程中,主要将电能作为前进动力,部分车型会选择二甲醚、乙醇作为驱动原料;其次,从外部经济视角出发,新能源汽车的存在符合现代经济发展趋势,结合我国《新能源汽车产品标准》汽车制造行业会以非传统的能源为动力辅助,这也是新能源汽车的一大特点。外部经济视角下的新能源汽车,有着广阔的发展前景和智能化新科技的最新技术支持,我相信,随着时间的不断推进,新能源汽车能不断更新换代乃至会占据主要汽车市场。汽车行业人员只有在不断的探索实践中,才能有效地引进新能源为汽车行业服务。尽管新能源汽车领域发展基础较弱,但是在相关人员不断探索之下,新能源汽车行业一定能克服发展困难,解决生存短板。

2新能源汽车的现状与前景

新能源汽车进入市场后受到了国民的广泛认可,国家对新能源汽车行业给予了高度重视,财政部经济建设司在2018年9月组织举办了“中国汽车产业发展国际论坛”,在此过程中强调中国新能源汽车产业仍然处于逆水行舟不进则退的关键发展阶段。基于此,社会各界更加关注新能源汽车产业的发展状况,新能源汽车产业也与相关行业建立了更紧密合作关系。我国交通相关事业的发展迎来了动力系统及能源变革的关键时期,第三次能源改革更将新能源定义为未来汽车交通事业发展的主要动力,自此清洁能源时代到来。清洁能源时代为新能源事业的发展创造了无限可能,并在汽车制造业、维修业中得以深入渗透,稳定推动可持续经济体制的健全与完善,基于能源与环保压力,新能源汽车无疑是未来汽车的发展方向。

3电动汽车对NVH的挑战及应对措施

驱动电机的主要噪声是风噪、路噪,汽车在行驶过程中,电机和驱动系统会有啸叫;对于电动汽车,主要的振动源就是电动压缩机所产生的振动;在电控系统和电池系統方面,高频噪声尤为突出;纯电动汽车在环保方面要优于其他能源汽车,但是由于热管理系统的存在,新的NVH问题也随之出现。通过改进电动压缩机的性能来减小振动。尽管电机噪声比内燃机噪声易于控制,但仍需花费大量精力开发电机机械隔离与隔声策略。轮胎对地面的压力增大,汽车其余结构的质量减轻,导致路面与轮胎噪声难以降低。通过改善轮胎技术、对悬置系统实施机械隔离与使用创新型噪声控制材料制造汽车内饰和外饰解决这一问题。当然,与此同时必须避免增大汽车的质量和成本。没有内燃机为空调与供暖系统、车窗及其它机械系统提供动力,为使这些功能正常运行,全套电动辅助装置就变得非常有必要。每一个辅助装置均会产生振动与噪声,这些振动与噪声单独存在时相对较小,但一旦同时发声就不容忽视。

4电机系统及其NVH性能

电机系统噪声主要包含3个部分:电磁噪声、机械噪声及冷却噪声。其中电磁系统又包括电机本体噪声、控制系统噪声,其中产生电机本体噪声的主要有径向及切向电磁力、转矩波动、静及动偏心以及齿槽噪声;控制系统的噪声包含2个部分:脉宽调制噪声和谐波失真。轴承噪声、动不平衡噪声和结构共振噪声是机械噪声的主要来源。新能源汽车中的液冷系统也会存在一定的噪声,电机振动噪声仿真在获得电磁力(密度)以及验证后的电机结构模型的基础上,就可以利用声学分析工具进行结构声振耦合分析,预测电机的辐射噪声。同时,在仿真中可以通过模态贡献量分析,板块贡献量分析,有效辐射声功率等分析手段对电机噪声的机理进行深入的解剖。进一步,电机噪声仿真模型可以结合优化分析的流程,对电机结构进行参数化的修改,预测其对辐射噪声的影响。

结束语

通过对新能源汽车的结构特征分析,结合各自特点,分析了不同的新能源汽车的噪声、振动来源,客观地对车辆的NVH进行了评价。中国新能源汽车NVH领域存在一定的问题。虽然具备基本的试验条件,但是在数量上和高水平领域上都有待提高;开展了不少NVH领域与实践,但是专家队伍不足,实践的广度和深度还有待提升。进一步完善NVH数据库,建立完善和规范NVH流程,加大执行力。此外,还要在硬件和软件支撑上进行加强,继续开展部分NVH方法及基础的前沿探索。

参考文献:

[1]孙洋.汽车NVH分析方法浅析[J].汽车实用技术,2020,309(06):106-108.

[2]胡萌.温度对排气后处理装置振动特性影响的研究[J].中国汽车,2021(05).

[3]王明阳.浅析汽车噪声振动控制和NVH性能的开发[J].内燃机与配件,2020,305(05):222-223.

[4]赵吉星,周立新,刘伟,等.基于电机本体的新能源客车电磁噪声分析[J].电机与控制应用,2020(6).

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