某电动汽车NVH性能分析
汽车NVH性能测试与分析
【 关键词 】 V 传递路径分析 N H;
0 引 言
随 着 人 们 对 汽 车 乘 坐 舒 适 性 期 望 越 来 越 高 以及 世 界 各 国 有 关 环 境 保 护 的法 规 越 来 越 严 格 , 前 汽 车 研 究 也 愈 发受 到 相 关 科 研 机 构 和 当 汽 车 生 产 厂 家 的 重 视 。 车 N H 性 能 可 能 受 很 多 因素 影 响 , 动 和 噪 汽 V 振
2 性 能 摸 底 测试
机 悬 置 或 排 气 管 , 用 于 前 副 车 架 , 最 终 作 用 在 车 身 上 。 对 这 两 条 作 再 针 传 递 路 径 分 别 布 置 相 应 的 振 动 传 感 器 , 行 传 递 路 径 的分 析 。 进
摸 底 测 试 的 目的 是考 察 测试 结 果 是 否 和 人 的 主 观感 受 相 吻 合 , 尤 首 先 对 悬 架 系 统 进 行 分 析 。对 悬 架 进 行 “ 减 速 带 的路 面 激励 试 过 其 是 在 10 5 0转 左 右是 否有 明显 的共 振 现象 。 正 驾 驶 、 驾 驶 座 椅 及 验 ” 试 验 工 况 与 摸 底 测 试 一 致 。 在 副 后 排 座 椅 上 人 的 右 耳 处 布 置 声 传 感 器 , 前 排 地 板 上 正 、 驾 驶 处 及 在 副 悬架系统传递函数分析: 车 身 玻 璃 处 安 装 振 动 传 感 器 。 试 验 工 况 包 括 : 车 状 态 : 油 门 加 速 驻 半 对 悬 架 系统 的 传 递 函数 进 行 分 析 , 们 可 以 知 道 , 车 的 悬 架 系 我 该 ( l P T 、 油 门加 速 ( l O ) i e O )全 d i eW T 。行 车 状 态 : 油 门加 速 (OT 、 d 半 P )全 统 在 低 频 的 隔 振 效 果 比较 好 , 论 是 前 悬 架 还 是 后 悬 架 , 5 H 无 在 0 z左 右 油门加速( O ) W T 。在 半 油 门加 速 ( O ) P T 的工 况 下 。 的 传 递 函 数 都 明 显 的低 于 1 即 悬 架 系 统 对 5 H , 0 z是 起 衰 减 作 用 的 。 ( ) 排 正 驾 驶 员 右 耳 处 噪 声 测 试 结 果 a前 综 上 所 述 ,悬 架 系 统 在 1 0rm 时 ,0 对 应 的 振 动 幅 值 较 小 , 5 0p 5 Hz ( b)副 驾 驶处 地 板 振 动 测 试 结 果 ,不 论 是 噪 声 还 是 振 动 在 10 ~ 并 且 整 个 悬 架 系 统 对 5 H 起 到衰 减 作用 。 步 判 断 5 H 4 0 0 z 初 0 z不 是 来 源 于 10 rm 之 间都 存 在 一 个 最 大 值 . 且 与 发 动 机 的 二 阶 次 有 关 , 与 悬 架 系 统 的 振 动 。 50p 并 这 对 该 车 的 主 观评 价 相 符 — — 在 10 rm 左 右 振 动 强 烈 。 5 0p 对 发 动 机 悬 置 及 前 副 车 架 进 行 分 析 。该 车 有 前 、 、 、 四个 悬 后 左 右 车 内声 振 频 谱 分 析 置 , 是 一般 的 橡 胶 悬 置 。 先 对 发 动 机悬 置 做 隔 振 率分 析 , 验工 况 都 首 试 在 1 0 r m左 右 , 论是 驾驶 员 侧 、 驾 驶 侧 还 是 在 后 排 座 椅 处 , 与 摸 底测 试 工 况 一 致 。 5 0p 不 副 该 车 在 5 Hz 右 的 幅 值 最 大 。 在 1 0rm 左 右 ,不 论 是 地 板 还 是 玻 0 左 5 0p 悬置 振 动传 递 率 分 析 ( 向 ) Z
某纯电动汽车空调压缩机支架NVH性能分析
以得到结构系统的微分方程组。
式中:M为系统的总质量矩阵,C为系统的阻尼矩阵,K 系统的总刚度矩阵,u(t)为位移向量,为激励向量, 和 为系统的加速度向量和速度向量,压缩机支架固有频率的分析计算只与自身的材料、质量和外形结构有关,所以)=0。
同时,根据压缩机支架外形结构可将其看做无阻尼自由振动,可将公式(1)表示为看成是由一系列的简谐运动叠加而成,各节点位移可表示为式中:Q 为节点振幅,ωn 为固有频率, 为初始相位角。
联立公式(2)和公式(3)可得当支架产生振动时Q 不为0,则公式(4)可写为公式(5)为关于 的支架系统质量矩阵为确定值,所以可求得该方程关于特征值及特征向量,也就是支架系统的固有频率和结构振型。
起支架系统共振,从而通过车身前横梁与纵梁向车内辐射噪声。
2.2 压缩机支架模态测试图1 空调压缩机支架图2 噪声频谱图图3 压缩机本体振动频谱图本测试应用LMS Test. Lab 测试系统中的Impact Testing 模块进行数据测试采集。
使用力锤敲击空气压缩机支架+X、+Y 和+Z 三个方向。
本测试在整车状态下完成,在压缩机本体、压缩机支架、横梁、纵梁和水泵布置6只加速度传感器,对压缩机支架进行模态测试。
前文分析可知,振动能量主要集中在低频,并且支架的结构动态特性主要取决于其低阶模态。
即外界由于压缩机产生的激振频率会与支架低阶模态频率相近,因此主要对100 Hz 以内的频率和振型进行分析和计算。
4 优化方案及验证4.1 优化方案确定基于以上分析结果,可以确定压缩机在工作中的某个特定转速下与压缩机支架产生共振,导致整车在怠速开空调工况下振动噪声明显。
考虑到以上试验及仿真结果可知,产生共振的原因主要是压缩机支架为钣金件,且刚度过小,导致固有频率太低。
为了避免压缩机与支架产生共振,考虑到在尽量不更换其他零件的情况下,对压缩机支架结构进行优化,以提高其模态频率。
图4 压缩机支架模态测试3 有限元模态分析本文采用HyperWorks 软件对压缩机支架系统模态进行求解。
整车NVH性能分析及优化研究
整车NVH性能分析及优化研究近年来,随着汽车的不断发展与普及,消费者对驾驶舒适性的要求也越来越高。
而整车的NVH (Noise, Vibration, and Harshness)性能是影响驾驶舒适性的重要因素之一。
因此,如何进行整车NVH性能分析及优化研究,成为了当前汽车工业面临的一个重要课题。
整车NVH性能分析的基础是对NVH的三个构成要素进行深入了解。
其中噪音是指声音造成人类耳朵中非常不愉悦的刺激,振动是指物体的周期性或非周期性的运动,包括自由振动和强迫振动,而且通常是场景共振引起的。
调和性(Harshness) 是指任何严厉或刺耳的质感,通常来自电气或机械系统中的高频振动和噪声。
而整车NVH性能则是指汽车在行驶过程中所产生的噪音、振动和严厉感。
为了针对整车NVH性能问题进行分析,必须首先对NVH产生的原理进行深入了解。
从噪声角度而言,汽车噪声的主要来源是发动机和排气系统、轮胎与路面的接触、风阻、发动机舱、空调风扇等各种设备系统,而针对这些噪声的降噪措施通常包括隔音措施、吸声措施和降噪措施等。
从振动角度而言,汽车的主要振动源是发动机、传动系统、底盘和车身等部分,因此对应的降振措施则通常包括强化接头间的减振和隔振装置等。
同时,消除汽车中的严厉感通常则是通过消除有害的噪声和振动源来达到的。
在进行整车NVH性能优化研究时,通常的方法是进行模型预测和试验研究。
模型预测主要通过CAD/CAM软件模拟汽车运行过程中的噪声、振动和严厉感,从而预测整车NVH性能情况。
而试验研究则是通过在实际汽车行驶过程中进行测量和分析,以验证模型预测的准确性,从而得出更加准确的优化结论。
综合以上分析,进行整车NVH性能分析及优化研究的关键在于准确理解NVH的构成要素及其产生的原理。
针对性地进行降噪、降振和消除严厉感的措施,也是关键的优化手段。
通过采用精细的软件预测和实际研究结合的方法,能够实现整车NVH性能的有效优化,有效提高汽车的驾驶舒适性和市场竞争力。
新能源汽车电驱总成NVH及优化
新能源汽车电驱总成NVH及优化新能源汽车电驱总成(New Energy Vehicle Electric Drive Assembly)是指由电动机、电感电容器、逆变器、减速器和轮毂驱动等部件组成的系统,在新能源汽车中起到驱动和控制车辆运动的作用。
NVH (Noise, Vibration and Harshness)则是指噪音、振动和粗糙度等问题。
1.噪音问题:电动机在工作时会产生噪音,这对于乘车人员来说是不可忽视的。
当电动机运转时,与机械摩擦相关的固有频率和电机内阻抗变化会导致噪音产生。
此外,逆变器和电动机之间的配合也会产生噪音。
2.振动问题:电动机的振动会传到车身上,引起不适和不稳定的感觉。
振动问题会影响乘坐的舒适性和安全性。
3.粗糙度问题:在电驱总成运转过程中,由于电动机和减速器的高速旋转,可能会导致车辆在行驶时产生粗糙感,从而影响乘坐体验。
为了解决新能源汽车电驱总成的NVH问题,可以采取以下优化措施:1.减少电动机的噪音:通过改进电动机的设计和制造工艺,减少电动机工作时产生的噪音。
可以采用更好的绝缘材料和电磁设计,以降低噪音水平。
2.控制振动传递:通过改进电驱总成的结构和减震装置,减少振动的传递。
可以采用减震垫片、减震橡胶和减震弹簧等装置来减缓振动的传递,从而提高乘坐舒适性。
3.降低粗糙度:通过改进减速器的设计和制造工艺,降低传动系统的振动和噪音水平。
可以采用更好的轴承和齿轮材料,提高机械部件的精度和平衡性,从而减少粗糙感。
此外,为了进一步优化新能源汽车电驱总成的NVH性能,还可以采用主动噪音控制技术。
主动噪音控制技术可以通过激发与噪音相反的声波来抵消噪音,从而实现有效的降噪效果。
可以利用车内的传感器和控制系统,实时监测和分析车内的噪音水平,然后通过喇叭和扬声器等装置发出与噪音相反的声波,从而达到降噪的效果。
综上所述,新能源汽车电驱总成的NVH问题是需要重视的,采取合适的优化措施可以有效地降低噪音、振动和粗糙度,提高车辆的乘坐舒适性和驾驶体验。
车身NVH分析优化及应用
车身NVH分析优化及应用车身噪音、振动和刚度(NVH)是衡量汽车质量和舒适性的重要指标之一、车身NVH的分析和优化对于提高汽车的质量和驾驶乘坐的舒适性至关重要。
本文将从车身NVH的分析方法和优化策略两个方面进行探讨,并讨论其在实际应用中的具体应用和效果。
首先,车身NVH的分析方法包括模态分析、频响函数分析和有限元分析。
模态分析用于确定车身结构的固有振动频率和模态形态,从而了解车身结构的振动特性。
频响函数分析根据车身结构的偏离来计算车身振动的幅度和相位响应,以评估车身结构的振动性能。
有限元分析是一种数值模拟方法,通过将车身结构离散为有限数量的元素,计算车身结构的振动与噪声响应。
这些分析方法可以帮助工程师识别和解决车身NVH问题,并优化车身结构和材料,以降低振动和噪音水平。
其次,车身NVH的优化策略主要包括减振、隔离和刚度调整。
减振是通过将能量从车身结构中传递到其他部件来减少振动。
常见的减振方法包括加装减振材料(如消音板、隔热材料等)、减振器(如液压减振器、弹性减振器等)和结构优化(如改变材料厚度、调整支撑结构等)。
隔离是通过加装隔振器件(如弹簧隔振器、气囊隔振器等)或调整车身结构刚度来隔离外界振动,使其不传递到车内。
刚度调整是通过增加或减小车身结构的刚度来调整振动模态,从而减少特定频率的振动和噪音。
车身NVH优化的具体应用可以在车辆设计和制造的各个阶段进行。
在设计阶段,工程师可以利用模态分析和有限元分析来评估不同车身结构和材料的振动和噪音性能,并选择最佳方案。
在制造阶段,工程师可以通过加工精度和装配质量的控制来减少车身结构的不均匀性,从而降低振动和噪音水平。
此外,在车辆投入使用后,工程师可以通过振动和噪音的实测和分析来优化车身结构和装配,以提高用户的驾驶和乘坐体验。
总之,车身NVH的分析和优化对于汽车的质量和舒适性至关重要。
通过合理的分析方法和优化策略,可以有效减少车身振动和噪音,提高驾驶和乘坐的舒适性。
汽车(NVH)测试与分析
1. NVH的定义
1
Noise (噪声)
2
Vibration (振动)
3
Harshness (声振粗糙 度)
噪声和振动的品质 主观评价
车辆NVH系统的内在关系
NVH问题产生的后果
2. 必要性和意义
汽车约有1/3的故障问题与NVH有关, 而各大公司有近20%的研发费用消 耗在解决车辆的NVH问题上,中高 档轿车在研发期间与NVH有关的实 验量最大;
汽车振动与噪声(NVH)测试与分析
华南理工大学 机械与汽车工程学院 丁 康 教授
2012年10月9日
主要内容
第一部分:汽车NVH概述 第二部分:汽车NVH测试内容 第三部分:NVH测试实例
第一部分:汽车NVH概述
1. NVH的定义 2. 必要性和意义 3. 汽车噪声法规和标准 4. 汽车NVH的分类和控制方法 5. 我国汽车NVH研发设计水平 6. 国内外汽车噪声预测理论方法
直流分量: f,2 f, ,(N1) ffs f
2
2
理想无泄露状态下,一般时频域幅值之间有下列关系:
时域: x (t) A s in (2f0 t)
幅值谱: 自谱:
Gxrms(f)
A(f
2
f0)
Gx(f)A22(f f0)
对数谱: G x d B ( f ) 1 0 l o g G x ( f ) 2 0 l o g G x r m s ( f )
在多段平均时,相干系数才有意义,相干系数 0rxy(f )1
只进行一段传递函数分析,相干系数恒为1。
传递函数两种表示法:
1)用实部和虚部表示;
2)用幅值和相位表示。
实频特性: C ( f ) 虚频特性:D ( f )
新能源车永磁电机NVH性能48阶噪声解决实例
永磁同步电机NVH性能改进优化实例一款永磁电机产品,在某客户车型上,WOT工况时,出现非常明显的48阶噪声;如下图。
48阶图一为改进NVH,达到客户可接受状态,验证了各种改进方案;纯电动汽车用驱动电机,一般都采用48槽结构;我们的认识是,48阶噪声与此有直接对应关系。
所以,从设计原理上,改进方向上,都以此作为依据之一。
在交流异步铜转子感应电机上,最早的电机,鼠笼式转子铜条是直的。
电机在车上工作时,48阶噪声也是非常明显,离用户的接受程度较远。
经过研究,借鉴业内专家的研究成果,使用斜槽转子(铜条斜),取得了良好的效果;铜条两端斜转的角度是一个定子齿槽的偏移角度,360/48=7.5°;我们预期要实现的,在转子旋转、铜条切割磁力线时,每一根铜条之间,能出现首尾相连的状态,这样就能从原理上改善48阶声源。
实践证明,确实如此。
在开发永磁同步电机产品时,首先从原理上继承了转子磁钢斜转1个定子齿槽的角度(7.5°)的设计。
由于磁钢的工艺结构所限,铁芯分为四叠,后三叠中的每一叠,都比前一叠偏转2.5°,四叠正好偏转7.5°。
转子冲片有四个定位槽,四个槽不是隔90°均布的,而是后一个比前一个多隔2.5°,到了第四个槽,就偏转了7.5°;如下图:图二但是,从电机是实际表现来看,并没有出现和斜转铜条转子感应电机相类似的大幅弱化48阶声源的效果。
(见图一)磁钢一字斜转排布的转子,磁力显影如下:图三简化图如下图四由于磁钢是直条形状,这种结构,反而形成了4个48阶的声源叠加,48阶噪声更大。
一开始,并未认识到这种结构导致的后果;国外有学者研究过各种磁钢排布的对NVH的影响,列举并比较了下图中的四种结构在12、24阶的噪声效果。
图五受此启发,并结合在前期验证的“大V”,两小“V”在WOT工况和滑行工况的各自的优势所在,最后确定1324磁钢排布形式,实现了一字斜极、大V,两小V三种结构结合体现,(类似上图d,图六);取得了既有结构下,最优的NVH表现(图七)。
电动汽车动力总成NVH的分析与优化
电动汽车动力总成NVH的分析与优化电动汽车动力总成NVH的分析与优化摘要:随着电动汽车的快速发展,零排放、环保、低能耗的特点越来越受到消费者的青睐。
但是电动汽车在行驶过程中产生的噪音、振动、刺耳的电子噪声等问题也越来越显著,严重影响了乘坐舒适度和全车乘员声学环境。
本文使用有限元方法和数值模拟技术,对电动汽车动力总成的NVH(Noise,Vibration and Harshness,噪、震、刺)特性进行了分析研究,并针对诸如电驱动电机噪声、齿轮噪声、结构振动噪声等问题进行了优化设计。
研究结果表明,采用合适的NVH分析方法和优化设计手段能够有效地提高电动汽车的乘坐舒适度、降低NVH噪声水平,促进电动汽车技术的不断发展和普及。
关键词:电动汽车;动力总成;NVH;优化设计;有限元方法;数值模拟技术一、绪论随着环保意识的不断增强和新能源政策的不断推进,电动汽车作为一种具有广阔应用前景的新型交通工具已经逐渐进入人们的视野。
相较传统的燃油汽车,电动汽车具有零排放、环保、低能耗等优点,越来越受到消费者的青睐。
但是,随着电动汽车的不断推广和普及,越来越多的消费者开始对其所产生的噪音、振动、刺耳的电子噪声等问题提出异议。
因此,研究电动汽车的NVH特性,对于提高其乘坐舒适度和全车乘员声学环境,进而推动电动汽车技术的不断发展和普及具有重要意义。
本文旨在通过有限元方法和数值模拟技术的应用,对电动汽车动力总成NVH特性进行分析研究,并针对其中的若干关键问题进行优化设计。
首先,介绍有关NVH的定义和特点,接着分析电动汽车NVH问题的主要来源和表现,进而提出一套分析方法和优化策略,最后通过实例分析验证其可行性和有效性。
二、NVH问题分析噪声、振动和刺激性(Noise, Vibration and Harshness)是汽车行驶过程中最突出的质量问题之一。
NVH问题通过多种途径表现出来,不仅严重影响汽车的乘坐舒适度,还对车身材料、零部件滑动磨损、动力总成传动系统等构件产生负面影响。
新能源电动汽车驱动系统NVH特征及控制策略
新能源电动汽车驱动系统NVH特征及控制策略一、新能源电动汽车的NVH特征1.驱动系统噪声:新能源电动汽车的NVH问题主要集中在驱动系统的噪声方面。
由于电动汽车采用电动驱动方式,电机的运转噪声会直接传递到车辆内部,对乘坐舒适性造成影响。
电动汽车的电机噪声主要包括电机的高频嗡鸣声和电子控制器的电磁干扰噪声等。
2.震动问题:电动汽车的电机振动会通过车辆结构传递到车辆内部,导致车辆的震动问题。
电机振动主要由电机内部转子不平衡、电机磁场不平衡等因素引起。
此外,电池组的震动也会产生噪声和振动问题。
3.路噪问题:由于电动汽车取消了传统汽车的发动机和排气系统,车辆内部对外部路面噪声的传递更为明显。
高速行驶时,轮胎和路面的摩擦声、风噪声以及车身共振等现象都会对车辆内部的NVH性能产生影响。
二、新能源电动汽车NVH控制策略1.减少电机噪声:可以通过电机的设计和制造工艺来减少电机本身的噪声产生。
例如,在电机设计过程中,可以采用响应谱分析和有限元模拟等方法,在早期设计阶段对电机进行优化。
此外,还可以改善电机的动平衡和静平衡性能,减少振动和噪声的产生。
2.隔音与减振措施:为了减少电机震动传递到车辆内部的程度,可以在电机周围设置减振垫和隔音材料,以减少振动的传递和噪声的产生。
此外,还可以在车辆底盘和车身结构中采用减振材料,以降低车辆的噪声和震动。
3.路噪控制:为了减少路噪对车辆的影响,可以在车辆底盘和车身结构中采用隔音材料,以降低路噪的传递。
此外,还可以通过改善轮胎和悬挂系统的设计,减少轮胎和路面之间的相对滑动,降低噪声的产生。
4.控制策略:通过优化电机的控制策略,可以减少电机的噪声和振动。
例如,可以调整电机的控制参数,使电机运转更加平稳,减少振动的产生。
此外,还可以采用主动噪声控制技术,通过反馈控制和信号处理等方法,在车辆内部产生与外部噪声相反的声波,以降低噪声的传递。
5.整车NVH优化:在整车设计过程中,可以采用综合优化方法,对新能源电动汽车的驱动系统进行NVH优化。
汽车NVH性能测试技巧
汽车NVH性能测试技巧1. 简介NVH(Noise, Vibration, and Harshness)是指汽车在行驶过程中产生的噪音、振动和粗糙感。
汽车制造商和消费者对NVH性能有着高度关注,因为优秀的NVH性能能够提高乘坐舒适度和驾驶体验。
为了评估和改进汽车的NVH性能,需要进行专门的测试。
2. NVH测试的重要性NVH测试是评估汽车NVH性能的关键步骤。
通过测试,我们可以量化和评估汽车的噪音、振动和粗糙感水平,识别潜在问题,并采取相应的措施来改善NVH性能。
这些测试结果还可以用作制定产品改进方案的依据,以满足市场需求和客户期望。
3. 汽车NVH测试的技巧下面是一些常用的汽车NVH性能测试技巧,可以帮助工程师和研发团队有效地评估和改善汽车的NVH性能。
3.1 测试环境的准备在进行NVH测试之前,需要确保测试环境满足要求。
首先,测试环境应当具备良好的隔音性能,以避免外部噪音干扰测试结果。
其次,测试环境应当有稳定的电源供应和可靠的地线连接,以保证测试设备的准确性和稳定性。
3.2 噪音测试技巧噪音是一项主要的NVH性能指标,影响汽车的乘坐舒适度和驾驶体验。
为了准确地测试汽车的噪音水平,我们可以采用以下技巧: - 使用专业的噪音测试设备,如声级计,来测量汽车运行时的噪音水平。
- 在不同的工况下进行测试,例如在不同的车速、不同的路面条件下。
- 通过频谱分析来识别主要的噪音源,以便有针对性地进行改进。
3.3 振动测试技巧振动是另一个重要的NVH性能指标,可以通过振动测试来评估。
以下是一些振动测试技巧: - 使用加速度计等专业设备来测量汽车不同部位的振动水平。
- 在不同的工况下进行测试,例如在不同的车速、不同的路面条件下。
- 分析振动的频率和幅度,以识别引起振动的原因,并采取相应的措施来改善。
3.4 粗糙感测试技巧粗糙感是指驾驶时产生的不舒适感,通常由路面颠簸等因素引起。
以下是一些粗糙感测试技巧: - 使用车轮力矩传感器等设备来测量车辆在不同路面上的颠簸感。
基于电动汽车的NVH性能优化研究
基于电动汽车的NVH性能优化研究河北省保定市 071000摘要:伴随经济发展,人们的生活水平提高、汽车的人均持有量上涨,能源紧缺问题、环境污染问题和噪声污染问题日趋严重。
因此,环保节能的纯电动汽车越来越受到广大消费者的青睐,其中汽车的噪声、振动和声震粗糙度(简称“NVH”)是影响驾乘感受的重要因素之一。
本文以纯电动汽车为例,运用ANSYS、NASTRAN 等软件建立铝合金金车身的有限元模型,对车身的模态、噪声和声控进行有限元计算、分析和评价,提出有效的改进措施和方案,旨在为后续的纯电动汽车车身的优化设计提供有益借鉴。
关键词:纯电动汽车;有限元;模态;NVH前言:近些年来,汽车行业发展迅速,汽车产量日益扩大,随着而来的能源紧缺问题、环境污染问题日趋严重。
众所周知,汽车车身重量的大小,是影响着燃油的消耗量的重要指标之一。
为有效的缓解因汽车的迅速发展带来的资源环境问题,一方面国家能源战略大力推动电动汽车发展以替代传统汽油燃料汽车,缓解能源压力;另外一方面行业内广泛采用质地轻、强度大和可回收性强的铝合金材料应用于车身设计,以此来减低车身的重量,进而降低电力的消耗、提高整车续驶里程。
于此同时,因为电动汽车没有了燃油发动机的运行噪音,消费者更容易直接感受到车身等其他部件的噪声、振动和声震粗糙度(简称“NVH”)。
汽车的车身是整车的重要组成部分,要想控制车身的振动噪声应在研发设计阶段就开始,使其达到良好的效果。
本文以某品牌的纯电动汽车为例,运用CAE技术对纯电动汽车的车身NVH进行优化设计,准确预测和评价纯电动汽车的NVH,有效降低汽车的噪声和振动,减低了纯电动汽车的开发成本,从而有利于提高我国新能源电动汽车的核心竞争力。
1、车身有限元模型建立和NVH分析运用 ANSYS 软件处理纯电动汽车的车身,用网格质量标准检查和处理建成的车身有限元模型。
车身有限元单元个数为883560,节点的个数为773968,四边形的单元个数为875262,占总数的99. 06%,车身质量为295. 6千克,与传统的汽车车身质量比较而言减轻了88. 68千克。
汽车NVH特性研究综述
汽车NVH特性研究综述汽车噪音、振动和刚度特性(NVH)是评估和改进汽车舒适性的重要因素。
在汽车设计和制造过程中,NVH是一个不可忽视的问题。
因此,对汽车NVH特性进行深入研究非常重要。
本文将综述近年来对汽车NVH特性研究的一些重要进展。
汽车NVH特性研究主要涉及四个方面:噪音、振动、刚度和舒适性。
首先,研究汽车噪音特性是为了提高车内外的声学环境。
汽车行驶过程中,引擎噪音、风噪音和胎噪音是主要噪音源。
研究者通过改变汽车的设计和材料来降低噪音级别,例如使用吸音材料和隔音玻璃。
其次,研究汽车振动特性是为了减少车辆震动对驾驶员和乘客的不适。
汽车振动主要来自引擎、悬挂系统和车轮。
研究者通过改变悬挂系统和减震器的设计来减少振动。
此外,研究还包括对振动模型的建立和振动分析的方法,以优化汽车的振动性能。
第三,研究汽车刚度特性是为了提高车辆的稳定性和操控性能。
刚度是指汽车结构对外部负载的抵抗能力。
研究者通过优化车身、悬挂系统和底盘结构的刚度来提高汽车的稳定性和操控性能。
此外,刚度对振动和噪音的传播也有影响,因此研究刚度特性是提高汽车NVH性能的关键。
最后,研究车辆舒适性是为了提供更好的驾驶体验和乘坐体验。
舒适性涉及到座椅和悬挂系统的设计,以及对震动和噪音的控制。
研究者通过进行人体工程学研究和仿真分析来改善汽车的舒适性。
近年来,随着计算机仿真和实验技术的进步,汽车NVH特性研究取得了许多重要成果。
例如,研究者通过使用声学和振动传感器进行实验测量,获取了车辆的声学和振动特性。
同时,借助计算机仿真技术,可以对汽车的NVH特性进行模拟和分析,以及优化设计。
然而,汽车NVH特性研究仍然存在一些挑战。
首先,汽车的NVH特性受多个因素影响,包括结构、材料、动力系统、悬挂系统等,因此需要多学科的研究方法来全面分析。
此外,汽车的NVH性能可能在不同的工况下表现出不同的特性,因此需要进行动态特性的研究。
另外,汽车NVH特性研究需要充分考虑环境因素和非线性效应。
NVH性能提升
TM吸声材料介绍 新雪丽
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新雪丽
TM
吸声材料
吸声材料产品参数
• 重量- 90克至600克
• 厚度-5mm至40mm • 辅助件 • 无妨衬布 (黑,白,无) • 金属薄膜 • 液体隔离 • 凹凸压花
500 Hz2000 Hz
高频噪声 > 2000 Hz
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将各种计算机辅助技术在开发中一体化及同步化, 称之为虚拟开发
虚拟开发流程链
汽车研发中的多学科综合性能设计
虚拟开发在奥迪A4中的应用
设计目标:在降低成本的同时,设计出比当前A4的 性能显著提高、同时还能明显降低自重的白车身。
技 术 模 型
车身整体动态刚度 车身局部动态刚度
车型名称 生产厂商 长度(mm): 宽度(mm): 高度(mm): 轴距(mm):
奥迪A4L 2011款 1.8 TFSI 舒适型 一汽奥迪 4763 1826 1426 2869
奥迪08款奥迪A41.8T手动舒适型 一汽奥迪 4587 1772 1427 2642
新雪丽
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吸声材料
TC 200g
空腔填充能力
敞开的空间会允 许噪声通过
TAI-2047
声音会在小空 腔内产生回响
填满吸音材料 的腔体可以消 散噪声能量从 而减少表面振 动幅度
毛毡会形成起伏表面
阻塞声音通道
TC 系列产品可 以充填满腔体
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某混合动力汽车的NVH实验及分析
某混合动力汽车的NVH实验及分析NVHExperimentandAnalysisofaHybridElectricVehicle邱鹏飞 何东伟 崔明阳(同济大学浙江学院机械与汽车工程系,嘉兴 314000)摘 要牶随着新能源汽车的发展,混合动力汽车具有良好的节油环保优势以及驾乘体验,被广大客户所接受。
然而,混合动力汽车在不同车速、不同工况下,会表现出不同的NVH相关问题,对驾驶员主观感受有着不同的影响。
文章分析了混动汽车动力总成系统的NVH性能,针对某HEV汽车SOC工况下,由EV模式进入并联模式时存在明显的金属敲击声问题,分析了激励产生原因,并排除了故障。
关键词牶混合动力汽车 NVH 性能分析DOI牶10.16413/j.cnki.issn.1017080x.2022.06.009Abstract牶Withthedevelopmentofnewenergyvehicles,hybridvehicleshavegoodadvantagesoffuelsavingandenvironmentalprotection,aswellasdrivingexperience,andareacceptedbycustomers.However,hybridvehicleswillshowdifferentNVHrelatedproblemsunderdifferentspeedsandworkingconditions,whichwillhavedifferenteffectsonthedriver ssubjectivefeelings.TheNVHperformanceofhybridvehiclepowertrainsystemisresearchedinthispaper.UndertheSOCworkingconditionofaHEVvehicle,whentheengineintervenesfromEVmodetoparallelmode,thereisanoccasionalobviousmetalknockingsound.Thecauseofexcitationisanalyzed,andthefaultiseliminated,whichisverifiedbyexperiments.Keywords牶hybridelectricvehicle NVH performanceanalysis0 引 言随着双碳目标的推进,对汽车降低污染排放及减少能源消耗提出了很高的要求,油电混动汽车有着较好的燃油经济性,同时解决了续航焦虑,成为受欢迎的新能源车型。
新能源汽车NVH问题分析和探讨
新能源汽车NVH问题分析和探讨总结新能源汽车NVH 问题概述5 主要内容13 动力模式切换时的NVH 问题探讨 2 电动总成悬置的匹配设计4 电器附件的NVH 问题新能源汽车概述新能源汽车是应对能源和环境的挑战。
更低的油耗和更少的污染物排放。
混合动力系统纯电动汽车燃料电池汽车纯电动汽车的NVH 问题减速器啸叫和电机啸叫附件噪声 中低频路噪电池和冷却系统悬架的适应性调整动力系统的变化与动力相适应的电附件混合动力汽车构型和NVH问题P0 BSG电机P1 ISG电机P2 变速器内与发动机之间有离合器P3 变速器之后P4 驱动桥上200.000.00Hz14.000.00sTime50.000.00dB(A)Pa44.15AutoPower DR (A) WF 29 [0-14 s]100.000.00Hz14.000.00sTime-20.00-120.00dBgAutoPower Mount LF_act:-X WF 29 [0-14 s]混动模式纯电模式混动模式纯电模式纯电模式振动噪声纯电模式新能源汽车典型的NVH问题概述电机和减速器的啸叫2、模式转换带来的瞬态NVH问题1、激励源特性的改变、悬置系统改变3、电动化附件带来的噪声和振动问题增加的路噪和突出的风噪电动总成的外特性与内燃机对比转速力矩电机内燃机电机:重量轻,扭矩大 低速扭矩大;汽油机: 较电机重量大扭矩最大值在中速段;电动总成悬置刚度应考虑低速段电机扭矩大的问题二级往复惯性力燃烧力沿着曲轴扭矩波动Z向往复惯性力T平均扭矩rT波动扭矩旋转机械,平均扭矩大,但波动扭矩很小。
VS往复惯性力扭矩波动很小电动总成的激励特性与内燃机对比电动总成的质量特性与传统动力的比较MassJxx (kgm^2) Jyy (kgm^2) Jzz (kgm^2)185.96.914.112.9Jxy (kgm^2) Jyz (kgm^2) Jxz (kgm^2)1.60.71.4MassJxx (kgm^2) Jyy (kgm^2) Jzz (kgm^2)63.3kg'0.470.911.25Jxy (kgm^2) Jyz (kgm^2) Jxz (kgm^2)0.320.27-0.19电动总成传统动力电动总成悬置设计考虑的问题特征一、低速扭矩大:1、悬置器件刚度应具备抗冲击的要求;2、悬置的布局应适有利于控制电机扭矩突变;3、橡胶器件结构做相应的调整特征二、无惯性力、扭矩波动小、无怠速工况:4、对悬置系统的固有频率不做严格要求;5、对解耦度不严格要求;但仍要考虑支架强度和总成的工况特性。
某新能源轻卡电池热管理机组NVH分析研究
第一作者:张克鹏,男,1985年生,高级工程师,现从事共性技术研究工作。
图2 电池热管理机组有限元模型图3 电池热管理机组局部有限元模型图4 热管理机组的安装脚约束⽰意图模态分析GB/T 21361-2008《汽⻋⽤空调器》振动试验⽅法中规定振动试验频率为33 Hz或67 Hz。
提取的模态频率范围应将其包含在内,设定提取模态数0〜20阶,提交ABAQUS1234 5678(a) 第1阶振型云图(振幅⽐/⽆量纲)(b) 第2阶振型云图(振幅⽐/⽆量纲)(c) 第3阶振型云图(振幅⽐/⽆量纲)(d ) 第4阶振型云图(振幅⽐/⽆量纲)图5 电池热管理机组前4阶振型云图8为电池热管理机组在激励频率33 Hz时3种⼯况下的应⼒云图。
从计算分析结果来看,横向X载荷⼯况下,110.5 MPa,最⼤应⼒出现在背⾯钣⾦与底壳钣⾦的中图6 33 Hz 横向X ⼯况应⼒云图(应⼒/MPa)图7 33 Hz 垂向Y ⼯况应⼒云图(应⼒/MPa)图8 33 Hz 纵向Z ⼯况应⼒云图(应⼒/MPa)图9 67 Hz 横向X ⼯况应⼒云图(应⼒/MPa )图10 67 Hz 垂向Y ⼯况应⼒云图(应⼒/MPa )图11 67 Hz 纵向Z ⼯况应⼒云图(应⼒/MPa )限元模型,在此基础上,⽤ABAQUS 求解器进⾏了模态分析和谐响应分析。
分析表明,各⼯况下机组最⼤应⼒均未超过材料屈服强度,整体满⾜设计要求。
⽂章对某新能源轻卡电池热管理机组进⾏模态分析后,发现机组存在与试验频率67 Hz 相同的模态频率,后期还需进〜11为电池热管理机组在激励频率67 Hz 时3种⼯况下的应⼒云图。
从计算分析结果来看,横向X 载荷⼯况下,其最⼤应⼒为MPa ,最⼤应⼒出现在正⾯钣⾦与进出⽔口相连位置;MPaMPaMPaMPa。
低速电动汽车NVH性能测试与分析_徐兴
级齿轮啮合频率 77 阶、减速器第 1 级齿轮啮合频率 148 阶对车内噪声影响较大。因此,样车车内噪声 源主要为 包 括 电 机、差 速 器、减 速 器 在 内 的 动 力 总 成。为验证理论计算的正确性,对电机、差速器、减 速器振动阶次频谱进行分析,见图 4 ~ 图 6。
表 3 驱动系和传动系主要噪声源对应阶次 Table 3 Accordant order of main noise source
试验所需仪器包括转鼓试验台、LMS 数据采集 器、ICP 振动加速度传感器、ICP 麦克风、手持式加速 度传 感 器 校 准 仪、MM0024 转 速 光 电 式 传 感 器 等。 该试验使用 LMS Test. lab 8B-Signature Acquisition /
Data Post Processing 软件系统,用于阶次跟踪( Order Tracking) 。系统测试框图如图 2。
图 2 测试框图 Fig. 2 Measure process
在动力总成系统及车身处布置 11 个测点,分别 放置了 3 个三向加速度传感器及 8 个单向加速度传 感器; 噪声测点布置如文中所述。此外,在距离车轮 50mm 处布置一个测点,放置转速光电传感器。传 感器布置测点及其对应的信号通道如表 2。试验工 况为样车缓慢匀加速到 50 km / h,当车轮转速超过 20 r / min 开始记录数据。
第 32 卷第 2 期 2013 年 4 月
重 庆 交 通 大 学 学 报( 自 然 科 学 版) JOURNAL OF CHONGQING JIAOTONG UNIVERSITY( NATURAL SCIENCE)
doi: 10. 3969 / j. issn. 1674-0696. 2013. 02. 38
汽车NVH性能分解概论
汽车NVH性能分解概论
汽车性能
动态性能
噪声与振动(NVH)/碰撞安全性能行驶操纵性能/燃油经济性能/环境温度性能/乘坐的舒适性能/排放性能/防盗安全性能/电子系统性能/可靠性能
静态性能
汽车的外观造型和色彩/汽车的内饰造型、装饰、色彩/内饰及视野/座椅及安全带对人约束的舒适性/娱乐音响系统/灯光系统/硬件功能/维修保养性能/重量控制
NVH是汽车最重要的指标之一
汽车所有的结构都有NVH问题
车身/动力系统/底盘及悬架/电子系统……
在所有性能领域(NVH、安全碰撞、操控、燃油经济性等)中,NVH是涉及面最广的领域。
噪声Noise:
是人们不希望的声音,注解:声音有时是我们需要的,是有频率,声级和品质决定的,频率范围20~10,000Hz
振动Vibration
人身体对运动的感觉,频率通常在0.5~50Hz,是由频率,振动级和方向决定的。
不舒服的感觉Harshness
—Rough,grating or discordant sensation
为什么要做NVH?
NVH对顾客非常重要
NVH的好坏是顾客购买汽车的一个非常重要的因素
NVH影响顾客的满意度
在所有顾客不满意的问题中,约有三分之一是与NVH有关
NVH影响到售后服务
约五分之一的售后服务与NVH有关。
某电动商用汽车驾驶室NVH性能分析
某电动商用汽车驾驶室NVH性能分析
潘庆龙;吴芷红
【期刊名称】《内燃机与动力装置》
【年(卷),期】2024(41)1
【摘要】为研究车辆驾驶室噪声、振动、声振粗糙度(noise vibration harshness,NVH)性能,采用有限元软件建立某款电动商用车驾驶室和声腔有限元模型并进行声腔模态分析;以底盘左、右前减振器安装点为激励点,驾驶员右耳处为响应点进行噪声传递函数(noise transfer function,NTF)分析,并与车辆标准声压级对比。
结果表明:建立的声腔模态振型分布均匀合理,声腔模态各阶固有频率避开了车辆固有频率100.8 Hz,防止共振发生;对比车辆标准声压级要求,该模型响应点声压级在65 dB以内,满足NVH性能标准。
【总页数】6页(P99-104)
【作者】潘庆龙;吴芷红
【作者单位】山东交通学院汽车工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】U461.4
【相关文献】
1.商用车驾驶室弯曲工况力学性能分析与测试方法研究
2.某电动汽车NVH性能分析
3.纯电动汽车电驱动总成NVH性能分析与优化
4.某纯电动汽车空调压缩机支架NVH性能分析
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设备编号仪器名称
1 2 3 B数据采集分析系统(8通道)
PCB麦克风(2个·)
CAN信号转接设备
三向加速度传感器
表1试验设备
0引言
随着汽车技术的不断发展以及广泛普及,人们对汽车乘坐时的舒适度要求也越来越高。
车内噪声是影响驾乘人员舒适性、车内语言清晰度以及辨识车外各种声音信号能力的重要因素。
由于车内声音环境可以最直观地反映乘坐舒适性、体现汽车的品质,因此,如何控制和改善车内噪声就显得尤为重要。
车内声品质的改善是NVH性能提高的
体现,通过进行车内噪声采集实验,计算心理声学参数,客观评价其NVH性能。
国内外对于声品质的研究较为成熟,但对于电动汽车声品质领域仍处于起步阶段。
国内王再宙教授是首先开始电动汽车声品质研究的,他指出电机系统是主要噪声源,并对降噪方法进行初步的探讨[1];国外奥地利AVL公司、德国戴姆勒对于电动汽车声品质的研究已经形成了一套可循的完整体系[2]。
本文的主要研究内容为匀速、加速工况下某车型电动汽车车内噪声的评价。
1噪声样本采集试验
试验地点在空旷且平整的柏油马路上,天气晴朗无风,噪声测点布置在人耳附近,话筒朝车辆前进方向。
驾驶室车内噪声测点布置在座椅平面上0.75m,距中间平面0.2m,两个测点分别位于驾驶员右侧及副驾驶员的左侧。
试验设备及试验工况如表1、表2所示。
经过筛选最终得到了每个工况下的最优噪声样本,根据国际通用标准将样本统一截取5s,并进行等响处理。
2客观评价
2.1电动汽车噪声响度及频带分布
利用Artemis声学软件对采集的匀速、加速工况行驶
车内噪声进行1/3倍频程谱分析,如图1所示。
从图1可以看出,匀速工况下车内测点噪声的高级噪声主要分布在50~800Hz中低频段。
随着车速的提高可以看出高级噪声渐渐进入高频带,且幅值也有所上升;加速工况下车内测点噪声主要分布在100~1500Hz中高频带,且在0~40km/h加速工况下的噪声幅值明显大于20~
60km/h工况下的噪声幅值。
2.2心理声学参数
在对人耳听觉系统的研究中,许多专家都希望用一些客观参量来描述人耳对声音的感知特性,例如用电压、电流、频率等可测量计算的参数去描述电的特性一样[4]。
通常我们使用声强、声压、声功率等物理参数来描述声音物理特性,但这些参量并不能反应人们的主观感受,而心理声学客观参量是在考虑到人耳的听觉特性的基础上发展起来的,能充分反映人的主观感受,因此常用心理声学客观参量对声品质(Quality Sound)进行客观评价[3]。
本文选取常用的心理声学客观参量,包括响度(Loudness)、粗糙度(Roughness)、尖锐度(Sharpness)。
利用Artemis软件计算出结果,得到每组样本的心理声学参数和烦躁度等级汇总如表3。
为了进一步分析心理声学参数的变化趋势,利用Artemis软件分别作出各自的时域图。
2.2.1响度
由图2可以看出匀速工况下,随着速度的提高响度是不断变大的,而且在速度为70km/h时,响度峰值达到了10.25sone,这与一般的燃油车相比,响度比较低;加速工况下,0~40km/h汽车刚起步时响度明显出现一个突增,达到
某电动汽车NVH性能分析
The Evaluation of the NVH Performance of Electric Vehicle
李鹏宇LI Peng-yu
(天津市武清区杨村一中,天津301700)
(Yangcun No.1Middle School,Wuqing District,Tianjin,Tianjin301700,China)摘要:电动汽车是未来汽车行业的发展趋势,而电动汽车声品质方面的研究对其NVH性能有着举足轻重的作用。
本文针对国内某车型电动汽车进行了整车测试,采集了车内噪声,同时计算出心理声学客观参数,包括响度、粗糙度、尖锐度,最后进行了客观评价分析。
Abstract:Electric vehicles are the development trend of the future automotive industry,and the research on the sound quality of electric vehicles plays an important role in the performance of NVH.In this paper,a vehicle test was carried out for a certain type of electric vehicle in China,and the noise inside the car was collected.At the same time,the objective parameters of the psychoacoustics, including loudness,roughness and sharpness,were calculated.Finally,objective evaluation and analysis were carried out.
关键词:电动汽车;声品质;心理声学客观参数;等级打分法
Key words:electric vehicle;NVH performance;objective parameters of psychoacoustics;grade scoring
样本编号对应工况
1 2 3 4 5
匀速30km/h
匀速50km/h
匀速70km/h
加速(0-40km/h)
加速(20-60km/h)表2试验工况
Internal Combustion Engine &Parts
(b
)加速工况下响度时域图
图2
(a )匀速工况下1/3倍频带噪声分布
(b )加速工况下
1/3倍频带噪声分布
图1
了峰值22.5sone ,然后又迅速下
降,接下来开始平稳上升,这是由于电动汽车刚起步的时候需要巨大的动力支持,因此会出现较大的噪声,而度过了这个起步阶段,加速产生的噪声响度上升较为稳定。
2.2.2粗糙度
由图3可以看出,该粗糙度是描述声音信号调制程度的心理声学参数,适用于评价200Hz 调制频率以下的声音[5]。
由粗糙度时域图可以匀速工况下看出人耳对响度的感受起伏较小,而加速时起伏较大,在汽车刚起步时出现了一个波峰,这和前面的响度时域图相符合,再次说明了汽车刚起步时产生的噪声较大。
2.2.3尖锐度
尖锐度描述的是声音高频成分占据的比例,因此它反映了声音的刺耳程度[6]。
由图4不难看出,匀速工况下,速度越快,尖锐度越大,噪声越刺耳;加速工况下在起步
时出现了一个波峰,尖锐
(a )匀速工况下响度时域图
表3噪声样本心理声学参数和烦躁度等级
样
本编号
响度/sone 粗糙度/asper 脉冲
度/vacil 尖锐度/acum
12345
4.250
7.2519.62510.0415.215
0.9321.0251.2123.5201.325
0.0610.0690.0780.0690.045
0.8751.0251.0581.5250.915
(b )加速工况下粗糙度时域图
图3
(a )匀速工况下粗糙度时域图
度最大值达到了2.75acum ,此时噪声
较为刺耳,而后续的加速过程尖锐度明显低于这个最大值。
3结语
本文通过噪声采集试验采集了某电动车车内噪声,并计算出生理声学参数,最后对该电动汽车进行了客观评价,分析了车内噪声声品质特点,得到如下结论:
①电动汽车噪声主要分布在中低频段,匀速50km/h 以下不会给人造成烦躁感,而50km/h 以上会产生令人烦躁的噪声;
②电动汽车在起步加速产生的噪声较大,后续加速较为平缓,而且总得来讲车内主观感受都要比传统汽车好一些,声音不会让人太烦躁,说明电动汽车产生的噪声较小;
③该车型电动汽车噪声控制较差,主观评价人员反映这款电动汽车噪声明显高于国内较为高端的燃油车,降噪措施有待加强。
参考文献院
[1]王再宙,宋强,张承宁.电动汽车用电机噪声分析和降噪方法初探[J].微电机(伺服技术),2006(07):62-63,68.
[2]Alfred Rust,Bernhard J.Graf.NVH of Electric Vehicles with Range Extender [J].SAE Int.J.Passeng.Cars-Mech.Syst,2010,3(1):860-867.
[3]赵忠峰,陈克安.基于Zwicker 理论的噪声客观评价方法[J].电声技术,2005(10):63-65.
[4]马大猷,沈豪.声学手册[M].二版.北京:科学出版社,2004(2):10-32.
[5]S.S.Stevens.Procedure for Calculating
Loudness
Mark VI.The Journal of The Acoustical Society of America.1961,12,33(11):1577.
[6]Zwicker E,Fastl H.Psychoacoustics :Facts and models (2nd Edition)[M].Berlin Heidelberg :Springer-Verlag ,1999.标准编号,标准名称[S].
(b )加速工况下尖锐度时域图
图4
(a )匀速工况下尖锐度时域图。