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基于动力总成激励的纯电动汽车车内噪

声分析及控制

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。基于此，

本篇文章对基于动力总成激励的纯电动汽车车内噪声分析及控制进行研究，以供

参考。

关键词：基于动力总成激励；纯电动汽车；车内噪声分析；控制措施

引言

随着能源危机愈来愈严重，节能问题备受关注，以汽车节能作为重点研究内

容逐渐成为相关领域的研究热点，并成为未来发展趋势。目前对车辆的节能研究

主要分为两大类。一是系统的静态节能研究和平衡状态的节能问题，主要是改进

技术结构和改善不合理的设备以提高能源利用率等。二是对系统动态的研究，即

在不改进原有结构的情况下采用优化控制的方法对能量的使用进行优化处理。其

中，在系统动态研究方面，主要是寻求汽车在行驶过程中的最小能耗控制规律。

汽车在行驶过程中内燃机或电机的工作状态是可控的，通过给出的系统动力学方

程，建立其相应的数学模型，选择合理的算法进行控制，可以得到汽车运行的最

佳工作状态，从而达到节能的目的。

1发展现状

现如今，我国二氧化碳排放量在全世界范围内排在前列，为了能够提升我国

现代化发展水平，有必要加强对于环境污染问题的重视，并采取妥善的措施，对

其进行极力的缓解。在该时代背景下，若想真正达成我国在环境保护以及能源安

全两方面可持续发展的目标，应当大力发展纯电动汽车，通过采用二次电源进行

储能的方式，有效缓解上述各项问题。基于此，当前，我国针对纯电动汽车有了

更高的重视，并致力于充分发挥出其在结构简单、噪音低以及零排放等方面的优

势，为纯电动车行业的可持续发展奠定坚实的基础。

2汽车的动力学方程

汽车主要由发动机系统、传动系统以及整车系统等三部分组成。以电动机作

为汽车发动机，在不考虑电机达到额定电流的情况下，可以将其输出转矩视为与

电流成正比，耗能大小将以电流作为性能指标的变量因素进行研究。汽车的传动

系统由一系列齿轮组成，通过齿轮传动将电机的转矩输出到驱动轮，本文以单极

传动为例。整车系统的动力学方程主要考虑路面牵引力、路面阻力和空气阻力。

其中，牵引力依赖于驱动轮与路面的摩擦力，路面阻力取决于路面状况，空气阻

力与汽车速度成正比关系。电机工作原理：电流作用于电机并使转子转动，转带

动传动轮转动将转矩输出给驱动装置，以下为电动汽车的动力学方程。

电机动力学微分方程：KI-T1=J1（1）

驱动轮转动微分方程：J2=T2-2Fr2（2）

车身动力学微分方程：M=2F-Ff-bẋ（3）如果不考虑扭矩传递损耗，整理

式（1）（2）和（3）可以得到：

I-Ff-（4）

其中，a=Mr2++（5）

3基于动力总成激励的纯电动汽车车内噪声分析

3.1激励源分析

针对问题频率进行初步分析发现，电机定子模态频率一般为上千赫兹，相关

部件频率在500Hz的模态有可能是电机减速器和控制器总成模态或者电机控制器

壳体模态。前期电桥总成模态仿真分析结果显示:电机控制器壳体模态为523Hz，

电桥总成模态为905Hz。与问题频率接近的为电机控制器壳体模态，所以对电机

控制器壳体模态进行实车测试，实车测试结果显示该模态频率为501Hz，与问题

频率接近。

3.2试验验证

制定了两套方案进行验证:

方案1的实车验证，在电机控制器壳体增加500g质量块，主观评价车内试

验车速下啸叫消失，数据显示近场噪声在该频率降低25dB(A)左右，振动峰值由

506Hz的7.3m/s2降低到397Hz的2.0m/s2，车内噪声降低13dB(A)左右。

方案2的