电驱总成电磁噪声问题分析与优化
文章摘要
本文探讨了某纯电动汽车在加速至70 km/h时出现的啸叫问题，该问题主要由电机电磁6阶噪声引起，严重影响了车辆的声品质。通过整车和台架测试，研究者发现啸叫是由于电机定转子同轴度偏差导致气隙磁密不均，进而引起强迫振动。这种振动在450 Hz处达到峰值，并通过控制器上盖共振进一步放大。为了解决这一问题，研究者从噪声源头和传递路径两方面入手，优化了电机定子加工工艺和控制器上盖结构。通过半消声室实验验证了这些措施的有效性，电磁6阶噪声得到了显著降低，从而提升了整车的声品质。这项研究为纯电动汽车电驱总成的NVH性能开发提供了宝贵的经验和工程价值。
正文
摘要：某纯电动汽车加速至 70 km/h 出现的啸叫问题，严重影响整车声品质。通过整车主、客观测试评价，锁定啸叫来自电机电磁 6 阶噪声。对此噪声产生的机理分析，通过模态试验、半消声室测试等手段，确定其机理为电机定转子同轴度偏差导致气隙磁密不均引起的强迫振动，从而导致电磁 6 阶振动在 450 Hz 处峰值凸出，并通过控制器上盖共振将 6 阶噪声进一步放大。为有效解决电磁 6 阶噪声问题，从噪声源头和传递路径两方面，实施了电机定子加工工艺优化和控制器上盖优化措施，经半消声室实验验证了方案的有效性。为后续纯电动汽车电驱总成的噪声、振动与声振粗糙度（NVH）性能开发，提供了宝贵的经验和工程价值。
关键词：纯电动汽车；电驱总成；电磁噪声；NVH
新能源汽车代表了未来汽车工业的发展趋势，随着越来越多新能源汽车投入到消费市场，用户对其要求也越来越高，对于噪声、振动与声振粗糙度（Noise, Vibration, Harshness, NVH）的挑战也在不断加大。纯电动汽车作为新能源汽车主流车型，电驱动总成作为其核心部件，其 NVH性能是各大主机厂的重要开发指标。驱动电机电磁噪声由于缺少了传统发动机噪声的掩盖，电磁噪声在纯电动车型上尤为凸显。因此，对电机电磁噪声优化是提高整车声品质的重要手段。
近些年，国内外学者对纯电动汽车噪声问题进行了分析与研究[1-2] 。刘小华等[3]研究了结构模态和电机控制策略对电磁噪声影响。黄秀成等[4]基于齿轮宏观参数设计，提出了电驱动传动齿轮NVH 优化方案。李彬等[5]从传递路径方面对电机电磁噪声进行了优化改善，提升了车内噪声品质。GWAK 等[6-7]分别从音频谐波和电流谐波注入的方法，来控制优化电磁噪声，从而提高了整车声品质。
本文对某纯电动车型行驶过程中出现的啸叫噪声问题进行分析，通过整车和台架测试评价，锁定噪声是来源于驱动电机的电磁噪声，根据经验推测电机定/转子尺寸偏差导致气隙磁密不均引起的强迫振动。通过定/转子偏心试验验证了上述疑点，优化定子生产工艺控制同轴度、圆柱度，有效改善了电磁噪声。同时在传递路径上优化控制器上盖改善共振，电磁噪声降低明显，进一步提升了声品质。
1 整车评价及声源分析
1.1 问题描述
某纯电车型在开发过程中发现，车辆加速至70 km/h 左右，能听到较为低沉的“嗡嗡”声异响。由于纯电车型无低频发动机背景噪声掩盖，此声音极易被驾乘人员识别，令人产生不舒服感，整车声品质严重下降。
1.2 客观测试
为了确认噪声原因，在车内和电驱动总成布置麦克风和加速度传感器，进行噪声、振动数据采集，测点位置如图 1 所示。同时采集控制器局域网（Controller Area Network, CAN）总线电机转速和扭矩数据。加速工况车内电机电磁 6 阶噪声在 4 500 r/min 左右阶次特征明显，测试结果如图2 所示。对应主观评价结果车速在 70 km/h 左右。提取电机电磁 6 阶噪声声压级曲线，噪声声压级在问题点高出周边 10 dB(A)左右，峰值凸出，对应问题转速 4 500 r/min，如图 3 所示。
2 电磁 6 阶噪声问题定位
3 优化方案验证分析
