2021年6月17-18日，由NE期间主理，上海电驱动株式会社和华域汽车电动体系有限公司战略互助，精达股份总冠名的“2021环球xEV电驱动体系技术暨财产年夜会”在上海嘉定美满召开。
以下为天涯汽车张帆演讲实录，主题为《整车电驱体系NVH问题挑战息争决计划》。
起首说一下天涯汽车，我们公司成立于2015年，公司base在嘉定，我们客岁有一款车智能SUV天涯ME7已经上市，上海有两家体验店，分离在晶品购物中心（愚园路68号）和宝山郑隆店（潘泾路439号），年夜家感兴致可以试乘试驾。 同时在海内主流的一二线城市，像广州、北京、成都、武汉、南京、长沙等等，也有我们的体验店，也迎接年夜家试乘试驾。
我本日演讲的主题，是关于整车电驱体系NVH方面的，我主要从八个方面来论述一下：第一个方面电动汽车NVH面对的挑战，然后是天涯电驱NVH的开发流程，接下来是电机节制器相关噪音办理计划，电机的噪音，减速器的噪音，电驱体系噪音办理计划，然后先容一下电驱体系发抖的办理计划，末了是电驱新技术成长带来一些新的NVH问题。
电动汽车NVH面对的挑战
当前 我们电动 汽车NVH，主要面对这么六个方面挑战：
车门外汉警示音；
车身激励频率变化；
偏向盘分歧模态避频策略；
悬置设计在隔振与抗扭两方面的衡量；
车内的吸音隔音问题；
末了一个动力总成的噪音，也是各家NVH一个老迈难的问题，包含减速器的噪音，如减速器的齿轮修形，差速器噪音，轴承噪音等等。电机这边主要是定转子拓扑引起的噪音，定转子扭振的噪音，还有轴承也会存在一些高速环境的噪音，包含低温环境下可能会有一些异响。MCU作为节制器主要是辅助办理噪音问题，是一个辅助的手腕。如今比拟多的做法是电流谐波赔偿，IGBT在低转速地位5K频率优化。复合静音资料的利用，如今做三合一，本来电机跟减速器影响不到节制器，如今是相互影响，资料层面也是要做一些优化。其他像整车体系级的异响，低转速下Tipin/Tip out打齿的声音，减速器电机花键共同，还有悬置半轴尺寸共同，末了便是电驱体系的发抖。
天涯电驱NVH开发流程
针对电驱体系NVH问题的办理，天涯汽车有着一套完备的开发流程，我们会在前期需求界说阶段，给我们互助伙伴，一个完备的分歧转速下全扭矩规模内的噪声限定曲线要求，同时对单阶次的噪声和overall噪声有一个差值的要求。
第二个在产物设计阶段，我们天涯电驱团队自己是有电驱设计才能的，以是我们会在前期包含电磁计划的阐发，扭振的阐发，跟我们的互助伙伴提供一系列的建议包含专利，无偿分享给我们的互助伙伴。从仿真方面，天涯也会跟互助伙伴一路做一些噪音，扭振协调波电磁力的仿真和优化。
样品制作完成之后，接下来是单位测试，一个是组件各个组件模态的测试，包含利用工况下单体组件测试，节制器盖板模态测试等等。接下来是体系测试，我们体系测试并不单指电驱体系台架的NVH测试，还包含在车上测电驱体系的NVH。测出来有问题之后，再回过头对产物进行设计迭代优化。末了确保我们交到天涯整车NVH部分手里面的，必定是一个很好的计划，优化过几轮NVH的电驱体系，整车只必要验收就完了。剩下假如再有局部NVH问题，整车再去做一些附加隔音。
天涯跟其他OEM不太一样的一点，我们会把电驱NVH问题，在电驱部分内办理失落，不会说产物快到C样乃至PPAP了，交给整车测试部分再测出问题。由于这个光阴点就比拟晚，产物再改实在是来不及的,这时刻再想上一些整车的吸音隔音步伐，对付产物NVH问题是很难有用的办理。
电驱NVH问题的办理，必定要办理在前端，包含设计端、仿真端、电驱各个单位及体系测试端。
电机节制器相关噪音办理计划
谐 波 注入， 方才都有聊过这个问题。 谐波注入实在便是经由过程一个谐波克制算法计算出谐波电压，对电压使用谐波电压进行赔偿，我们这边因此5次、7次谐波为例，对应主要是对应24阶的噪音。 天涯ME7，我们在早期开发遇到一个问题： 车辆加快或者是滑行的时刻有一个尖利的噪音，阐发是来自24阶的噪音，转速规模在1500-2000左右比拟低。
针对这个问题做了一个改良，经由过程前馈节制，使用PI调节，将5，7次电流谐波分量，节制到0。谐波注入呢，受电机根基标定影响较年夜，电机电感参数标的禁绝，也是没有方法做好谐波注入降噪的。这个是5，7次谐波的电压方程，这个是谐波克制算法的节制框图先容。
这个是软件优化做的测试对照，可以从图上看出来，无论是整车测试照样台架测试，谐波注入对24阶噪音有很年夜的减弱后果，分歧台架工况共振峰值处噪音低落12分贝以上，针对整车埋怨工况峰值处噪音低落13分贝。
主要是针对低转速下24阶噪音有用，针对48阶噪音实在后果很有限，48阶噪音整车和台架测出来的NVH问题，更多集中在弱磁区域。如今使用的芯片还有一个负载率的问题，一样平常今朝做的比拟成熟的是办理一个阶次的噪音问题，还没有看到有两个噪音阶次都办理的。
跟MCU相关的噪音，还有一项新技术，便是复合静音盖板资料。我们ME5车呢，在开发早期遇到了中速段啸叫，阐发下来，噪音频率与电机节制器盖板一阶弯曲模态吻合，这块存在噪音尖峰点。便是这两个地位，这两根线一个是电机噪音阶次，一个是减速器的。这是我们本身做的一个模态测试成果。
我们其时斟酌做了两版优化，本来一阶弯曲频率是460Hz，我们其时斟酌把这个盖板做成凹凸进步刚度，模态晋升到807Hz。其时想把这个噪声峰值点今后移，移到整车车速提上来之后，愿望路噪胎噪可以把这个声音给遮失落。第二个步伐想上静音复合板资料，国外MSA和海内保力迈拓也在做这种资料。这个资料跟我们通俗的铝资料分歧，是在两层冲压铝板中央有一个阻尼资料，加了阻尼资料之后，在有噪声源的环境下，是很有上风的。盖板在变形的进程中，经由过程两套铝板之间拉动阻尼层，经由过程阻尼层受拉动的耗能衰减这个振动，终极削减往外辐射的噪声。
这个是我们针对本来状况跟两种改良计划的测试对照，经由过程测试，可以发现针对减速器的6.58阶的噪声，（注：红的是原状况，蓝的是转变模态今后移的，绿的是使用静音复合资料的），静音复合资料把整个噪声尖峰点都摸平了，没有分外凸起的点。在电机的8阶噪声也是有同样的表示，乃至说在这组实在弱化的更厉害。减速器21阶更不消说了，进步钢度这种在低转速NVH恶化蛮显著，绿的（注：复合静音资料）这个根本没有太年夜的恶化。进步盖板刚度对局部的噪声有改善，但噪音崛起点后移，且没有被路噪胎噪笼罩失落，主观评价不接受。静音复合盖板对NVH有很年夜的改善，主观评价可以接受，今朝这个资料在天涯ME5新车型上面已经有了利用。
电机噪声办理计划
电机年夜家都知道电机噪音弗成避免，由于定转子拓扑布局决议的。针对电磁噪音问题，天涯汽车有一套完备的电磁NVH阐发的办法论。图中我们给出了三种电磁计划，此中第三种是天涯自立设计的。我们在隔磁孔上面做了许多优化，包含谐波引流，以及dq轴中央转子外面开槽等等。
我们知道，6倍频和12倍频电磁力是导致24阶和48阶噪音的两个泉源。那么天涯阐发下来，我们的计划在这两个谐波电磁力，照样有很年夜上风的，年夜家可以看到这两个值都比拟低，12倍频电磁力更是远低于行业程度。
转子开槽有些家开在d轴上，必定是由于临盆线好装夹，对NVH改善没后果。直接开在q轴，整个扭矩机能会失落下来，一样平常是开在dq轴中央。这个是提取谐波电磁力，对特殊的工况点，峰值扭矩的工况点做了声压跟振动的计算。我们取了两个读数点，这个声压值比拟年夜，振动跟声压在电磁力波频率处在幅值。电机声压和振动趋向比拟吻合，经由过程完全闭环的阐发，在前期可以或许给互助伙伴在电机电磁计划设计上，提供一个参考意见，完成多目的优化。
电机除了电磁噪音，当然还有机器噪音，最凸起的便是轴承跑圈噪音，尤其是浮动真个后轴承。这个是我们在ME7开发早期遇到的一个问题，电驱体系加快工况下，存在2/3/4/5/6/7/8/9阶非常阶次噪音，这里面呢2/3/7/9阶为电机输入轴系的动均衡问题；末了阐发下来是电机B端轴承呈现跑圈征象，引起扭转动均衡噪音问题。我们末了经由过程轴承钢套进步硬度和使用带O圈的轴承，有用办理了轴承跑圈问题，彻底根治了这个噪音问题。
客岁冬标，我们遇到个新问题，电机轴承低温噪音。当然了，这个问题，我相识到，根本是行业通病。零下30℃情况温度，电驱体系冷启动，存在分数阶3.63阶及4.64阶系列倍频，与电机轴承阶次是吻合的。末了发现是低温下轴承润滑脂粘度年夜，低温冷启动时，轴承不克不及充足润滑导致了异响。办理办法很简单，调换低粘度轴承油脂。这两种是克虏伯和协同的轴承油脂，配SKF和FAG轴承的，这两种是SKF本身开发的油脂，此中这三种便是我们所说的低粘度油脂。
当然了各家整车贩卖的地域和情况纷歧样，这个调换照样要在确保靠得住性条件下，确保电机高温经久实验没问题，才敢切换。
减速器噪音办理计划
减速器开发进程中，必定要颠末至少两轮的齿轮修形，他的金刚滚轮能力投下去，不然做出来的器械NVH必定是不友爱的。 分歧转速下，齿轮是有形变量的，并且是分歧的，这个就必要我们依据整车对减速器的现实使用环境，肯定最常用的工况规模，我们依据这个工况来做设计优化。 这些修形呢，主要有这么6个齿形量。 天涯ME7开发我们统共做了至少3轮齿轮修形。 这个是我们经由过程修形，优化鼓形量和斜形量，优化了齿轮通报偏差，经由过程测试发现NVH峰值点优化了至少8个分贝，后果异常显著，步伐有用。
再一个差速器垫片，比来看了好几家找我问这个问题。这种噪音呢，正常你直线行驶不会发现，便是在转弯的时刻，左右轮速有速差，差速器事情，才有问题。这里有一个差速器垫片，发生摩擦的噪声异响。年夜家能想到的办理计划：
半轴齿轮垫片，由本来的金属资料改为高强度自润滑工程塑料；
再一个低落差速器内部摩擦副的振动激励；
还有半轴增长动力吸振器；
末了调换极压添加剂和抗磨剂更好的润滑油，改善润滑后果。
后面三个年夜家不消试了，没有用果，只有第一个步伐有用。年夜家可以存眷下，便是这个地位。
电驱体系噪音办理计划
NVH包括了三个意思，噪音，振动和声振粗拙度。我接下来说下振动引起的埋怨。Tip in tip out问题。电动车由于节能的需求，开发了单踏板模式，随同着踩油门松油门，电驱减速器由于扭矩过零切换打齿，容易引起埋怨，这是个行业共性问题。这块是我们产物开发早期实采数据。
年夜家能想到的办理方法也挺多，好比VCU扭矩需求标定，减小扭矩过零斜率；阻尼片隔振；总成2级隔振；总成质心与悬置中心重合；减小传动体系间隙到0.06~0.16这个天涯已经做到合理区间。
我们试了下，对VCU哀求扭矩，在过零地位进行斜率优化，光阴从0.07秒延伸到了1秒，然则异响依然存在，主观感触感染变化不显著。证实刚讲的第一个方法无效。在噪音源上面贴阻尼片，进行隔振，发现从振动冲击旌旗灯号对照来看，被动吸振降噪计划后果不显著；冲击旌旗灯号噪声时频阐发来看，被动吸振降噪计划甚微，第二个方法pass。末了呢，上了两个步伐，一个是电驱总成质心地位与悬置几何中心地位重合，再一个是电机悬置改成了二级隔振，我们发现显著隔振后果和打齿声音比以前优化了许多，对单踏板模式tipin/tip out打齿噪音异常有用。
接下来说下电驱体系传动系扭振问题。扭振问题，主要表示为电机与减速器，或者其他传动系组件，在低转速段产生共振。共振带内，电机阶次噪音，减速器阶次噪音都比拟年夜，且跟着扭矩颠簸变小，电机阶次噪音越低。
天涯提供了一种办理扭振问题的办法论。产物设计初期，针对传动系，树立一套完备的集中质量模子，包含电机转子，减速器齿轮，差速器，车轮和整车平移质量，我们针对分歧的组件和衔接，赋值分歧的转动惯量和旋转刚度。
依据这套模子，阐发得出一阶扭振相应在各部件均较年夜，整车呈现扭振峰值，引起整车发抖；电机转子及车轮上主要是一阶和二阶扭振；减速器各齿轴呈现三阶和四阶扭振，也会带来噪音问题。经由过程阐发，我们可以在产物设计前期优化电机转子的斜极，以及减速器的齿比选择。
电驱体系发抖办理计划
电驱 体系 发抖影响驾驶舒适性，亦是NVH重点优化工具。 我们的目的呢，主要是要打消传动系间隙造成的转速颠簸，针对分歧转速，分歧扭矩下的赔偿系数和赔偿扭矩给出二维表，给出分歧的赔偿扭矩，作为输出扭矩一部门，打消发抖。
Damping赔偿必定要分外注意防止赔偿反相，补反了容易造成发散；同时要选择适宜的赔偿扭矩年夜小，赔偿过年夜了，扭矩相应延迟，追随性变差；赔偿过小呢，减小发抖后果又不显著；再一个damping标定前，必定要确保车辆状况优越，肃清传动系上的异物，好比车辆轮毂上的积雪等等。同时，天涯汽车以为对付高频的发抖，damping赔偿后果不年夜。
这个是我们ME7电驱做的damping标定测试对照，Damping开启，赔偿扭矩，有用克制转速颠簸打消发抖，转速腻滑变化，进步了舒适性。天涯ME7damping标定，笼罩了低附路面，高下附切换路面，高速扭矩过零切换等诸多工况，做的事情照样异常周全的。
驻坡模式，主要用在单踏板泊车，上风是打消传统AutoHold驻车的噪声及起步时的开释EPB的扭矩冲击。并且MCU直接控电机泊车，避开了can收集上跟VCU和EPB交互光阴，相应也要快一些。我们的节制目的是转速扭矩同时到0，只管即便削减超调，确保整车无后溜。减速率呢，向一个偏向变化，腻滑过渡。
主要是经由过程双闭环节制：转速环、稳固后锁定转子地位；必要分外注意进入、退出时的扭矩连接，退出时要斟酌外界的滋扰，如刹车、油门、EPB、Creep，进入时VCU只给模式指令，不给扭矩，MCU进行节制。整个进程中呢，上坡、下坡、平路、梯形坡，动态检测坡度变化（加快度、整车惯量计算）。轻踩油门：不退出驻坡模式。
当然面对的挑战便是加快度我们愿望朝一个偏向变化、先缓后急，另外一个电机高频发抖问题的办理，这个可以经由过程一些谐波注入。
电驱新技术带来的NVH的问题
整 车 对电驱NVH要求越来越高，主要体如今自动降噪，引入和弦观点，以声消声。 丰田NVH专家说过： “当噪声到达70分贝以下时，继续低落噪声必要消费年夜量的人力、物力、财力，以是我们要去转变噪声，让噪声酿成我们想要的音乐……”经由过程优秀的声品德设计，打造车辆专属的声音品牌。 当然这也是天涯汽车对本身的要求。
将来电驱产物成长，无非几个年夜的偏向，多合一总成，800V高压体系，辅驱脱开机构抑或是异步电机等等。这里面我们面对的几个新问题主要有，多合一总成从属布局件模态问题，800V电驱体系升压boost功效，带来的电机发抖问题，以及四驱节制策略带来的辅驱电驱体系相关噪音问题。我感到这个还必要年夜家细心想想。
以上是我的主题分享。感激年夜家凝听。天涯汽车ME5增程汽车即将上市，这款车续航1012km，在NVH和动力性方面，我们做了许多事情，也迎接年夜家存眷我们的天涯汽车App，或者是ENOVATE天涯汽车"大众号，预约试驾我们的天涯ME5，这款车真的很不错，价钱也很友爱。
谢谢年夜家。
