搜索
清洁能源汽车对NVH的挑战清洁能源汽车对NVH的挑战庞剑：清洁能源汽车对NVH的挑战1庞剑目录一．一．汽车的发展趋势汽车的发展趋势二．二．传统动力系统变革及传统动力系统变革及NVHNVH特征与挑战特征与挑战三．三．新能源系统的新能源系统的NVHNVH特征与挑战特征与挑战庞剑：清洁能源汽车对NVH的挑战22三．三．新能源系统的新能源系统的NVHNVH特征与挑战特征与挑战四．四．轻量化的轻量化的NVHNVH特征与挑战特征与挑战五．五．智能化与环境的变化对汽车声音的挑战智能化与环境的变化对汽车声音的挑战什么是清洁能源汽车：对人和环境污染少的汽车什么是清洁能源汽车：对人和环境污染少的汽车nnCO2CO2排放少的汽车排放少的汽车nn油耗低的汽车油耗低的汽车1清洁能源汽车庞剑：清洁能源汽车对NVH的挑战33nn油耗低的汽车油耗低的汽车nn新能源汽车新能源汽车nn轻量化的汽车轻量化的汽车nn智能化的汽车智能化的汽车碳燃料能源供给不足发动机效率提升发动机变缸技术发动机的小型化新型变速器混合动力电动燃料电池传统动力系统的传统动力系统的变革新能源动力2汽车发展趋势庞剑：清洁能源汽车对NVH的挑战4智能化环境挑战结构优化新材料新工艺车联网自动驾驶车内空气环境车外噪声轻量化目录一．一．汽车的发展趋势汽车的发展趋势二．二．传统动力系统变革及传统动力系统变革及NVHNVH特征与挑战特征与挑战三．三．新能源系统的新能源系统的NVHNVH特征与挑战特征与挑战庞剑：清洁能源汽车对NVH的挑战55三．三．新能源系统的新能源系统的NVHNVH特征与挑战特征与挑战四．四．轻量化的轻量化的NVHNVH特征与挑战特征与挑战五．五．智能化与环境的变化对汽车声音的挑战智能化与环境的变化对汽车声音的挑战q增压器q缸内直喷q变进气道技术q发动机变缸技术：如：六缸发动机，在加速和爬坡时正常使用，巡航和减速时用3缸1发动机效率的提升发动机效率的提升庞剑：清洁能源汽车对NVH的挑战63q增压器、直喷：l缸内燃烧加剧，压力增加l扭矩增加，扭矩波动增加l转速波动增加l排气管中流速增加，摩擦噪声加大发动机效率提升带来的发动机效率提升带来的NVHNVH挑战挑战自然吸气与缸内直喷比较自然吸气与增压比较庞剑：清洁能源汽车对NVH的挑战7q变道技术l进气歧管长度的变化，影响到动力声品质q发动机变缸技术l发动机的发火阶次变化l发动机噪声和振动特征根本变化排气噪声比较：增压/费增压q汽缸容积变小q三缸发动机2发动机小型化发动机小型化增压q绕X轴的扭矩激励：roll模态被激励q与四缸发动机相比振动振动Ｚ实现途径缸内直喷庞剑：清洁能源汽车对NVH的挑战8q与四缸发动机相比l多了一个激励源，即绕Y轴的弯矩激励lpitch模态被激励q激励频率低：l发火阶次为1.5阶l同样的转速下，三缸机的激励频率比四缸机低l与车身的模态频率更加接近，避频难度增加q采用增压、缸内直喷等技术后l缸内压力增加l扭矩变化和转速波动加剧ＸＹ3变速器效率提升为了提高燃油经济性：qAT档位齿轮越来越多：8速、…、12速变速器qDCT：传动效率高、结构比MT复杂qAMT：庞剑：清洁能源汽车对NVH的挑战9q空套齿轮越来越多，因此，产生敲击的几率大增qDCT：敲击大q敲击控制难度增加目录一．一．汽车的发展趋势汽车的发展趋势二．二．传统动力系统变革及传统动力系统变革及NVHNVH特征与挑战特征与挑战三．三．新能源系统的新能源系统的NVHNVH特征与挑战特征与挑战庞剑：清洁能源汽车对NVH的挑战1010三．三．新能源系统的新能源系统的NVHNVH特征与挑战特征与挑战四．四．轻量化的轻量化的NVHNVH特征与挑战特征与挑战五．五．智能化与环境的变化对汽车声音的挑战智能化与环境的变化对汽车声音的挑战1新能源汽车分类混合动力车弱混合动力车强混合动力车插电式混合动力车电动车庞剑：清洁能源汽车对NVH的挑战11电动车燃料电池动力车发动机及动力系统噪声动力系统的声品质0Hz100Hz250Hz1000Hz5000Hz10000Hz60km/h100km/h路面及轮胎噪声风噪2新能源汽车的NVH特征庞剑：清洁能源汽车对NVH的挑战12发动机及动力系统噪声动力系统的声品质0Hz100Hz250Hz1000Hz5000Hz10000Hz60km/h100km/h路面及轮胎噪声风噪电机驱动噪声1.发动机的变化：n小型化：三缸机，小容量（1升以下1.发动机NVH挑战①三缸机：振动激励增加，多了pitch激励，激励频率降低②GDI：压力增加，燃烧噪声增加③高转速增压：气流噪声提高1.发动机NVH挑战①三缸机：振动激励增加，多了pitch激励，激励频率降低②GDI：压力增加，燃烧噪声增加③高转速增压：气流噪声提高结构变化结构变化结构变化结构变化3混合动力车的结构特征及对NVH的挑战NVHNVH挑战挑战NVHNVH挑战挑战庞剑：清洁能源汽车对NVH的挑战13小容量（1升以下排量）n缸内压力升高：GDI，n高转速的增压器2.变速器更加复杂：nDCT的广泛使用3.电机多而且复杂4.能量回收系统5.动力切换系统③高转速增压：气流噪声提高2.DCT的挑战①空套齿轮数增多，导致敲击控制难②变速箱敲击灵敏度变高3.驱动电机的挑战①啸叫难以控制②高频成分增加4.制动能量回收的挑战：啸叫增加5.动力切换模式挑战：冲击/振动强烈③高转速增压：气流噪声提高2.DCT的挑战①空套齿轮数增多，导致敲击控制难②变速箱敲击灵敏度变高3.驱动电机的挑战①啸叫难以控制②高频成分增加4.制动能量回收的挑战：啸叫增加5.动力切换模式挑战：冲击/振动强烈1.驱动电机取代传统内燃机2.变速器：单极减速器1.驱动电机①路噪与风噪成为主要成分②电机及驱动系统啸叫1.驱动电机①路噪与风噪成为主要成分②电机及驱动系统啸叫NVHNVH挑战挑战NVHNVH挑战挑战结构变化结构变化结构变化结构变化4电动车的结构特征及对NVH的挑战庞剑：清洁能源汽车对NVH的挑战2.变速器：单极减速器3.电动压缩机4.电控系统5.电池系统复杂6.电机和电池热管理系统②电机及驱动系统啸叫③声品质特征改变2.变速器：比传统车简单3.电动压缩机：成为主要动力振动源4.电控系统：高频啸叫5.电池系统：高频噪声更加凸显6.热管理系统：带来新的NVH问题②电机及驱动系统啸叫③声品质特征改变2.变速器：比传统车简单3.电动压缩机：成为主要动力振动源4.电控系统：高频啸叫5.电池系统：高频噪声更加凸显6.热管理系统：带来新的NVH问题1.驱动电机取代传统内燃机2.变速器：单极减速器1.驱动电机①路噪与风噪成为主要成分②电机及驱动系统啸叫1.驱动电机①路噪与风噪成为主要成分②电机及驱动系统啸叫NVHNVH挑战挑战NVHNVH挑战挑战结构变化结构变化结构变化结构变化5燃料电池车的结构特征及对NVH的挑战燃料电池汽车是利用燃料电池电化学反应产生的电力驱动电动机的电动汽车庞剑：清洁能源汽车对NVH的挑战152.变速器：单极减速器3.空气压缩机4.氢循环泵5.FC冷却系统6.电池系统复杂7.电机和电池热管理系统②电机及驱动系统啸叫③声品质特征改变2.变速器：比传统车简单3.空气压缩机：成为主要动力振动源4.氢循环泵：机械噪声、流动噪声5.FC冷却系统：流体噪声6.电池系统：高频噪声更加凸显7.热管理系统：带来新的NVH问题②电机及驱动系统啸叫③声品质特征改变2.变速器：比传统车简单3.空气压缩机：成为主要动力振动源4.氢循环泵：机械噪声、流动噪声5.FC冷却系统：流体噪声6.电池系统：高频噪声更加凸显7.热管理系统：带来新的NVH问题传统发动机的变化驱动电机的应用传动系统的变化大电机的应用：48V源车身车身结构分布变化、重量增加声学包装的分布变化底盘动力系统机电系统底盘系统风噪系统整车隔吸声传统车6新能源汽车系统结构特征及对NVH的挑战庞剑：清洁能源汽车对NVH的挑战16底盘电控底盘刚度增加，衬套刚度增加制动能量回收系统轮毂电机/轮边电机ACM或电动真空泵电控系统增加控制程序复杂、集成度高、多层级联主动发声系统动力系统机电系统底盘系统风噪系统整车隔吸声新能源车车内主动发声车外主动发声11）车身系统）车身系统1.布置：新能源汽车机舱、动力传动系统、电池包等的安装布置与传统车不同2.重量：增加、重新分配3.模态：发生改变4.新材料：为车身减重，使用铝合金、碳纤维等给NVH也带来挑战。1.布置：新能源汽车机舱、动力传动系统、电池包等的安装布置与传统车不同2.重量：增加、重新分配3.模态：发生改变4.新材料：为车身减重，使用铝合金、碳纤维等给NVH也带来挑战。车身结构车身结构车身结构车身结构庞剑：清洁能源汽车对NVH的挑战171.声源变化：电动车机舱声源降低，声学平衡重新设计2.频率变化：高频成分的增加3.空间变化：电池布置在地板上，使得地板抬高，地毯等声学包装的空间被压缩1.声源变化：电动车机舱声源降低，声学平衡重新设计2.频率变化：高频成分的增加3.空间变化：电池布置在地板上，使得地板抬高，地毯等声学包装的空间被压缩声学包装声学包装声学包装声学包装22）底盘系统）底盘系统1.变硬•车身重量增加，底盘刚度增加，衬套刚度增加对NVH影响非常强大，带来轰鸣声、影响舒适性2.分布变化•轮边电机、轮毂电机，导致模态变化3.声源增加庞剑：清洁能源汽车对NVH的挑战183.声源增加•轮边电机和轮毂电机的啸叫4.结构耦合•轮毂电机/轮边电机与底盘结构可能引起结构声与空气声耦合5.制动能量回收系统•引起的高频啸叫6.ACM或电动真空泵•高频噪声电机系径向/切向电磁力转矩波动静/动偏心齿槽噪声PWM脉宽调制噪声电机本体噪声控制系统噪声电磁噪声电磁噪声33）电机系统）电机系统庞剑：清洁能源汽车对NVH的挑战19系统噪声谐波失真控制系统噪声机械噪声机械噪声冷却噪声冷却噪声轴承噪声动不平衡噪声结构共振噪声液冷系统噪声n气隙中交变磁场的时间空间变化带来的“寄生效应”n气隙磁密变化产生的电磁力造成的定子变形是电磁噪声主因n结构、缺陷、材料特性因素加剧了电磁振动与噪声齿槽开口结构、线圈绕组分布电机噪声电机噪声庞剑：清洁能源汽车对NVH的挑战20n齿槽开口结构、线圈绕组分布n偏心、加工缺陷n气隙磁导波动n磁致伸缩、磁饱和n与时间/空间密切相关，高阶谐波n与时间/空间密切相关，高阶谐波n主振/声源：定子总成n传统内燃机以发动机阶次为主n新能源车以电机阶次为主，或者与发动机阶次并存n高频啸叫是一种普遍现象例子：驱动电机高阶啸叫例子：驱动电机高阶啸叫例子：驱动电机高阶啸叫例子：驱动电机高阶啸叫庞剑：清洁能源汽车对NVH的挑战21发动机2阶电机48阶高频啸叫例子：例子：88极极4848槽永磁同步驱动电机啸叫槽永磁同步驱动电机啸叫例子：例子：88极极4848槽永磁同步驱动电机啸叫槽永磁同步驱动电机啸叫n原因：电磁力与转矩波动共同作用引发的电磁噪声n解决方案：斜槽定子l降低了径向电磁力作用到定子齿表面的分力l定子受电磁力激励得到响应降低庞剑：清洁能源汽车对NVH的挑战l结构辐射声（电磁噪声）降低44）电控系统）电控系统n纯电动汽车电控系统传统车传统车电控系统电控系统点火提前角喷油量进气量……点火提前角喷油量进气量……缸内压力扭矩大小扭矩波动……缸内压力扭矩大小扭矩波动……噪声振动噪声振动传统车电控系统点火提前角喷油量进气量……缸内压力扭矩大小扭矩波动……噪声振动n电控系统对内燃机车的影响VCUVCU庞剑：清洁能源汽车对NVH的挑战23nPHEV及混合动力汽车的主要电控系统VCU：VehicleControlUnit整车控制器BMS：BatteryManagementSystem电池管理系统MCU：MotorControlUnit驱动电机控制器（亦可称作PCU或IPU）VTMS：VehicleThermalManagementSystem热管理系统（包括车内气候控制系统）HCU：HybridControlUnit混合动力整车控制器ECU：EngineControlUnit发动机控制器TCU：Transm