新能源汽车双电驱系统架构NVH技术研究

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双电驱系统架构产生拍频现象机理

齿轮在电驱传递系统中起着重要作用在传动过程中，由于制造加工误差、啮合错位量等因素的影响使得传动过程中存在齿轮传递误差、弹性变形等现象，导致齿轮副在啮合与啮出时偏离理论啮合线，造成内部激励和外部激励的冲击产生动态激励力，通过传动路径传递轴、轴承到电驱壳体，从而振动噪声异常偏大。在追求更高性能参数指标的同时对齿轮的要求时越来越苛刻，降低齿轮的激励力是有效降低总成振动噪声的重要因素。

其中在前期CAE 仿真阶段轮NVH性能指标项的有重合度、啮合错位量、轴扰度、传递误差、接触斑、齿顶滑移率等参数指标需满足目标要求。针对齿轮激励产生的拍频现象可采取避频或降低齿轮啮合激励两种方案改善拍频现象及因齿轮阶次贡献的总成噪声大。

在前期齿轮设计阶段，一方面设计齿轮总速比不变调整各级齿数，可以错开拍的频率。另外一方面或齿轮齿数相同优化齿轮宏观参数&微观参数修形，通过齿面修形参数优化，使齿面接触位置受力居中减小齿轮传递误差，降低啮合激励，如图 4 所示。

双电驱系统壳体设计开发要求，需同时满足NVH、可靠性、轻量化等相关性能目标要求，使得在设计壳体过程中不只是简单的堆料。其中总成模态、轴承座动刚度、壳体振动响应及辐射噪声等是量NVH性能开发仿真分析过程中重要指标项。其中壳体的振动噪声的响应是有许多不同的模态响应叠加而来，通过模态贡献量计算，可以评估对于某些局部振动噪音峰值，主要参与振动的模态有哪些，可以针对性的进行弱点优化分析从而可以降低振动噪声局部峰值。在前期数据设计阶段，通过CAE仿真方法不断选代计算壳体模态、轴承座动刚度、振动响应及辐射噪声，可拓扑优化方法来提高壳体NVH性能。

本双电驱系统在前期数据CAE建模仿真阶段总成一阶弯曲模态、电控盖板、轴承座动刚度不达标，且存在如一阶弯曲、电控盖板局部呼吸模态，通过仿真计算壳体振动响应及辐射噪声进行弱点分析，并通过拓扑结构优化加筋及其拱形结构等方式来解决优化壳体，使其壳体NVH达标，性能更优。

声音在空气介质以声波的形式传播，在汽车行业中需对噪声进行吸隔声处理，其材料主要涉及吸声材料和隔声材料，一般吸声材料、隔声材料运用装配在整车机舱盖、前围板、地板、集成在饰件上等车身位置，其中衡量吸声材料的重要指标吸声系数，吸声材料在不同的频率段下其吸声性能不同，声波通过吸声材料里细小的孔状结构逐渐缓解振动，并转换为热能，从而达到吸声的作用，一般而言吸声材料在高频段效果相比低频段吸声性能更好。同理衡量隔声材料的重要指标隔声系数，隔声材料在不同的频率段下其隔声性能不同，声波传播通过高密度隔声材料结构反射出去，一般隔振材料在低频段效果较好。

根据吸声材料和隔声材料的结构声学特性，设计适合新能源汽车的声学包装，新能源车相比传统车来讲高频噪声占比多一些根据双电驱系统的结构特性设计声学包装技术方案，本双电驱系统采用吸声材料与隔声材料结合，吸声材料采用 PU 发泡，隔声材料用PET或EVA 材料，采用内吸外隔的方式集成一体随电驱系统边界包络成型，一般厚度25cm左右覆盖面积95% 左右，同时双电驱系统总成声学包需满足防水、耐腐蚀等性能要求。整车声学包装设计技术方案除了传统的声学包装位置布置外在双电驱系统正上方车身地板下方需覆盖电驱位置其吸声材料厚度不低于25cm左右。根据双电驱系统本身激励源噪声频率贡献特性和整车车内噪声特性优化调整其声学包装吸隔声系数方案。