電動汽車永磁同步驅動電機振動噪聲建模與分析資料說明

　　某純電動樣車在試驗過程中被抱怨驅動電機噪聲問題。針對該問題，首先進行永磁同步驅動電機的振動噪音機理分析，建立以轉速為輸入信號和以噪聲頻率與階次為輸出信號的電機振動噪聲理論模型，并推導出 A 聲級噪聲理論譜線；其次，進行被測永磁同步的電機振動噪聲測試，得出 A 聲級噪聲試驗譜線；最后，對比理論模型預測和測試結果，驗證了模型的正確性，并識別被測永磁同步電機異常噪聲源。該模型與試驗相結合可以快速識別永磁同步電機的異常振動噪聲源。

　　近年來，石油能源安全與環境污染問題日益突顯，且受國家排放標準日趨嚴格、補貼政策拉動，電動汽車產業快速發展。電動汽車尤其是純電動汽車的噪聲問題日益引起廣泛關注，諸多品牌的電動汽車均遇到了振動與噪聲的問題或用戶抱怨。

　　在常用的城市工況（0-80km/h）下，純電動汽車一般 500Hz 以上的中高頻噪音較為明顯，而傳統車輛一般為 500Hz 以下噪音［1］。中高頻噪音尖銳刺耳，有明顯的“嘯叫” 聲，通常讓人產生強烈的不適感。相比于傳統動力汽車，純電動汽車噪聲的差別主要在于電驅動總成的噪音，本文的研究對象是驅動電機的振動和噪聲。

　　市場需要企業快速推出高品質的電動汽車，研發周期縮短，這就亟待研發人員能夠快速得分析，識別并解決電動汽車噪音問題。為了快速得分析，識別電動汽車驅動電機的振動和噪聲問題，文獻［2-4］提出了永磁同步電機噪聲源識別與診斷的黑箱建模技術，并以外轉子輪轂電機為研究對象進行建模和試驗。文獻［5］對車用驅動電機的磁場進行分析，推導出正弦波供電和變頻器供電條件下電機振動噪聲源的特征頻率，也測試分析了由定轉子諧波磁場引起的電磁噪聲。但未對電機的噪音源包括機械噪聲源進行分析和診斷。文獻［6］通過測試得到了電機在 3000r/min 工況下的穩態噪聲頻譜圖，驗證了電磁噪聲是電機噪聲的主要來源。但未對其電磁噪聲源進行進一步細分，識別。

　　本文以高速內轉子永磁同步驅動電機為研究對象進行電機噪聲源識別與診斷的建模和試驗。首先，進行電動汽車永磁同步驅動電機的振動噪音機理分析，推導出以轉速為輸入信號和以噪聲頻率與階次為輸出信號的電機振動噪聲模型，并預測 A 聲級理論譜線；其次，進行被測電機振動噪聲試驗，得出空載時，不同負載時加速工況和勻速工況下的電機振動加速度、噪聲等信號，得到電機振動和噪聲的階次和幅頻特征；最后，對比理論模型預測和測試結果，驗證理論模型的正確性，并結合主觀評價確定異常振動噪音工況，進而識別被測電機的異常噪聲源。