电动汽车驱动电机电磁噪声的仿真分析

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新能源汽车电机噪音问题的研究与解决一、背景近年来，新能源汽车成为了全球关注的热点。

电动汽车的快速发展已经成为推动环保和可持续发展的重要力量。

而电机噪音问题则一直是制约电动汽车市场发展的一个难题。

这个问题主要包括电动汽车电机本身的噪音以及轮胎与路面的交互噪音。

二、电机噪音的原因电动汽车的驱动系统由三个部分组成：电机、输出轴和变速器。

其中电机是主要的声源。

而电机噪音的产生有以下几个原因：1.磁通噪音：由于电机内部永久磁体的存在，当电机转动时，磁通会与绕组产生相互作用，造成振动噪音。

2.电磁噪音：当电流通过绕组时，绕组和磁场之间会有相互作用力，导致振动和噪音。

3.机械噪音：当电机转动时，输出轴和齿轮也会产生噪音。

机械噪音是电机噪音中最重要的组成部分。

4.空气噪音：电机内部的气流也会产生噪音。

这种噪音通常是由于电机内部的电子元件震动产生的。

5.控制噪音：电机控制系统的设计和参数调整对电机噪音有很大的影响。

通常，高频控制信号会产生更大的噪音。

三、解决方案解决电动汽车电机噪音问题，需要综合应用多种技术手段才能达到最佳效果。

下面列举一些解决方案。

1.电机的设计电机的设计是最根本的解决电机噪音问题的方法。

设计者应该在减少永久磁体振动、减少旋转齿轮噪音、提供足够的空间以及减少空气噪音等方面下功夫。

2.控制系统的优化控制系统的设计也是降噪的一种重要方式。

通过改变控制策略、调节控制器参数和使用隔离技术等方法可以改变电机输出的频率和振动特性，减少噪音产生。

3.减振措施为电机或机组安装隔振措施可以有效地降低振动和噪音。

例如：加装减振器、使用软管代替硬管连接等。

4.轮胎与路面的噪音新能源汽车的电机噪音虽然已经得到了很好的解决，但是轮胎与路面的交互噪音仍然是一个难题。

为了降低轮胎噪音，需要改进轮胎橡胶材料的制造工艺；同时，使用可降噪的铺路材料和优化道路规划也有利于减少噪音。

四、结论电动汽车是当今社会发展的趋势，但是随着电机功率越来越大，电机噪音问题也变得越来越严重。

电动汽车驱动电机电磁噪声的仿真分析岳东鹏;夏洪兵;高辉;闫永健【摘要】为研究某型电动汽车驱动电机的电磁噪声,以一台8极48槽电动汽车用永磁同步电机为研究对象,通过电磁场有限元分析软件得到电机在正弦波供电下的气隙径向电磁力的阶次特征以及频率特征.对电机定子机壳的模态进行仿真,得到电机前五阶的模态振型及固有频率.在此基础上,运用声学仿真软件建立电机的声学有限元网格,将电机的电磁力与电机模态网格进行耦合求解电机的电磁振动与噪声,得到电机电磁噪声在不同频率下的声场声压分布.并对电机在某一工况下的稳态噪声进行台架试验,得到电机噪声的频谱图.分析过程对预测不同类型的电动汽车驱动电机的电磁噪声具有借鉴意义.%In order to study the electromagnetic noise of the driving motor of an electric vehicle, a permanent magnet synchronous motor (PMSM) for an 8-pole 48-slot electric vehicle is taken as the object of study. The electromagnetic field finite element analysis software is used to obtain the order characteristics and frequency characteristics of the radial electromagnetic force in the air gap of the motor under sinusoidal power supply. The modes of the stator shell of the motor are simulated, and the first five modes and natural frequencies of the motor are obtained. The acoustic finite element mesh of the motor is established by using the acoustic simulation software. The electromagnetic force and the modal grid of the motor are coupled to solve the electromagnetic vibration and noise of the motor. The acoustic pressure distribution of motor electromagnetic noise at different frequencies is obtained. Then the steady state noise of motor under a certain working condition is tested on thebench, and the spectrum of motor noise is obtained. The analysis process can be used for reference in predicting the electromagnetic noise of different types of electric vehicle driven motors.【期刊名称】《噪声与振动控制》【年(卷),期】2018(038)0z1【总页数】6页(P175-180)【关键词】声学;电机电磁噪声;有限元分析;永磁同步电机;径向电磁力【作者】岳东鹏;夏洪兵;高辉;闫永健【作者单位】天津职业技术师范大学汽车与交通学院,天津 300222;中汽研(天津)汽车工程研究院有限公司,天津 300300;中汽研(天津)汽车工程研究院有限公司,天津 300300;天津职业技术师范大学汽车与交通学院,天津 300222【正文语种】中文【中图分类】TM301.4随着能源紧缺与环保问题日益严峻，电动汽车成为各大汽车厂商的研发重点。

电动汽车驱动电机声振分析及优化摘要：驱动电机作为电动汽车的动力驱动部件，良好的声学性能对提升整车品质具有重要意义。

在驱动电机的设计开发阶段，降低噪音设计，能够提高汽车乘坐舒适性，提升整车的市场竞争力。

本文以某驱动电机为研究对象，综合运用有限元和边界元方法，对该驱动电机进行了多物理场耦合仿真分析，借助电磁仿真软件Maxwell计算出电磁力波，利用ANSYS计算结构固有模态，然后在LMS Virtual Lab中进行振动和声学仿真计算。

最后，针对电机机壳加强筋进行了优化设计。

结果表明：优化模型相比原模型在最大峰值声压处降低了5.2dB，减振降噪效果良好，对工程实践具有重要的指导意义。

关键词：驱动电机；多物理场耦合；有限元；边界元acoustic analysis and optimization of traction motor in electric vehicleHUANG SHAORUI1XIAO DONG1MIN YUANLIANG1(1.SAIC Motor Technical Center，Shanghai，201804)Abstract：As the power driven unit of electric vehicles, good acoustic performance of traction motor is of great importance for improving the quality of the whole vehicle. In the design and development process of traction motor, it can improve the riding comfort of the vehicles and market competitiveness of products through noise reduction design. This paper studies the characteristics of traction motor in electric vehicles. By integrating FEM and BEM methods, multi physical field coupling simulation analysis of traction motor was carried out. The electromagnetic force was calculated by the electromagnetic simulation software Maxwell, and the natural mode of the structure was calculated by ANSYS. Then, the structural response and the acoustic simulation were performed in LMS Virtual Lab. Finally, the optimization design of the stiffener of the motor is carried out. The results show that the sound pressure of the optimal model is reduced by 5.2 dB, and the effect of vibration and noise reduction is bett er than the original one, which is of great significance for engineering application.Key words：traction motor; multi-physics coupling; FEM; BEM0 引言相比传统汽车，电动汽车通常被认为是既环保又安静。

新能源汽车功率电子噪声与电磁兼容性分析新能源汽车作为现代交通工具的重要组成部分，正在逐渐取代传统燃油车辆，成为未来出行的趋势。

然而，随着电动汽车电力系统的大规模应用，功率电子器件在工作时产生的噪声问题及其对电磁兼容性的影响成为一个亟待解决的问题。

本文将对新能源汽车功率电子噪声与电磁兼容性进行分析，以期提供相应的解决方案。

一、功率电子噪声的来源新能源汽车的功率电子系统包括能量转换、传输和控制电路，如变频器、直流/直流转换器、电机驱动器等。

这些器件在工作时会产生电磁干扰，进而引发功率电子噪声。

主要的噪声源可归纳为以下几个方面：1.开关器件的开关电压和开关电流波形的突变引起的尖峰噪声；2.开关调制产生的频谱扩展噪声；3.电源噪声传播至输出端口的谐波和亚谐波成分；4.电源线和地线的电感、电容产生的共模和差模噪声。

这些噪声源在新能源汽车中相互作用，产生相当大的噪声干扰，影响正常的电子设备工作和车内外的电磁环境。

二、功率电子噪声的影响新能源汽车功率电子噪声对电磁兼容性的影响主要表现在以下几个方面：1.对车载电子设备的干扰：功率电子噪声会通过电源线、信号线和地线传导至车载电子设备，引起设备的正常工作受阻或故障，影响驾驶安全；2.对车内无线通信的干扰：噪声影响车内的无线通信设备的接收和发送能力，降低通信质量；3.对周围环境的辐射：功率电子噪声会通过空气传播形成电磁波辐射，对周围环境的电子设备和人体构成干扰。

三、功率电子噪声与电磁兼容性的分析方法为了准确分析功率电子噪声及其对电磁兼容性的影响，可以采用以下方法：1.电磁场仿真模拟：利用电磁场仿真软件，建立新能源汽车功率电子系统的电磁模型，并对其工作状态下的电磁场进行仿真分析，以评估其电磁辐射水平；2.实验测试手段：通过实验测试仪器，测量新能源汽车功率电子噪声的频谱特性、幅度和辐射水平，以及其与电磁兼容性的相关指标；3.噪声抑制措施的研究：通过对功率电子器件的电路结构、材料选择和工艺优化等方面的研究，减少噪声源的产生和传播，提高功率电子系统的电磁兼容性。

某款电动汽车驱动用永磁同步电机噪声分析电动汽车的噪声问题一直是业内关注的焦点之一，特别是驱动用的永
磁同步电机噪声问题更是备受关注。

本文将从不同角度对款电动汽车驱动
用永磁同步电机噪声进行分析。

首先，了解永磁同步电机的工作原理是分析噪声问题的基础。

永磁同
步电机是利用永磁体产生的磁场与电机中的线圈磁场相互作用，从而实现
转动的电机。

在工作过程中，电机的运动不可避免地产生一定的噪声。

主
要噪声源可以归纳为电机的机械振动、电磁振动以及空气噪声。

第三，电磁振动也是永磁同步电机噪声的重要因素。

电磁振动是由电
机中的电流和磁场相互作用而产生的振动。

电流的变化会导致磁场的变化，进而引起电机部分组件的振动和噪声。

减小电机中的电流涟漪和磁场的不
均匀性可以有效减少电磁振动和噪声。

最后，空气噪声是由电机周围空气流动引起的。

在电机工作时，转子
的旋转会产生气流，同时由于电机的结构会形成或者改变气流，进而产生
空气的噪声。

为了减小空气噪声，可以优化电机的风道结构和减少电机表
面的锐利边缘，从而减小空气流动引起的噪声。

综上所述，款电动汽车驱动用的永磁同步电机的噪声主要包括机械振动、电磁振动和空气噪声。

为了减小噪声，可以从减小间隙、提高转子与
定子的匹配度、降低电流涟漪和磁场的不均匀性、优化风道结构以及减少
锐利边缘等方面入手。

此外，通过噪声传导路径的隔离和吸声材料的应用
等也可以有效降低噪声。

【实验技术】汽车驱动电机振动噪声实验0 引言随着纯电动汽车的快速发展，驱动电机得到了越来越广泛的应用。

对于驱动电机而言，它带来便利的同时，也恶化了汽车的驾乘体验，其电磁噪声一直是各大车企和科研院所攻坚克难的对象。

电机气隙中的电磁力首先作用在定子齿表面，经过定子传递至机壳，引起机壳产生振动并向外辐射噪声。

汽车驱动电机振动噪声实验在专用电机NVH台架上采集电机不同运行工况下的振动和噪声数据，对数据进行时频域分析、阶次分析等，研究电机的振动和噪声特性。

图1 汽车驱动电机振动噪声实验1 实验目的在专用电机NVH台架上采集电机不同运行工况下的振动和噪声数据，对数据进行时频域分析、阶次分析等，研究电机的振动和噪声特性，为评价和改进电机振动和噪声性能作为依据。

2 参考标准（1）GB 10069.1-1988 旋转电机噪声测定方法及限值噪声工程测定方法；（2）GB/T 18488.1-2015 电动汽车用电机及其控制器第1部分：技术要求；（3）GB/T 6882-2013 声学声压法测定噪声声功率级消声室和半消声室精密法；（4）执行行业或企业标准。

3 实验台架新能源汽车电机NVH性能实验室，具备半消声室、测功机、电池模拟系统、功率分析仪等。

可进行驱动电机稳态NVH测试、加减速非稳态NVH测试、电磁噪声及结构噪声的噪声源识别、各种噪声的声学贡献量分析、声功率与声压级测试。

（1）半消声室电机NVH半消声室如图2所示，大小：长6.0米*宽4.4米*高3.75米；截止频率：100Hz；背景噪声＜30dBA。

图2 电机NVH半消声室（2）测功机电机测功机如图3所示，NVH型高速测功机，与被测件通过穿墙轴连接，降低测功机对被测件的噪声与振动干扰。

被测件端配置消声罩，可有效阻隔轴系噪声对测试的干扰，并配置被测电机负载分析仪及温度监控系统。

额定功率178KW；峰值功率231KW；额定转速点3961rpm；额定扭矩429Nm；峰值扭矩557Nm；扭矩控制精度：±0.17%FS；最高工作转速16000rpm；转速控制精度±1rpm。

新能源汽车电机系统的磁场噪音控制研究随着新能源汽车的快速发展，电机系统在汽车中扮演着越来越重要的角色。

然而，电机系统在运行过程中会产生一定的磁场噪音，这对驾驶员和乘客的舒适度和健康影响是不可忽视的。

因此，如何有效控制新能源汽车电机系统的磁场噪音成为了一个亟待解决的问题。

首先，了解磁场噪音的来源是非常重要的。

新能源汽车电机系统的磁场噪音主要来源于电机的磁场变化引起的磁振动。

当电机工作时，电流在电机线圈中流动会产生磁场，而这个变化的磁场会导致电机内部部件发生磁振动，进而产生磁场噪音。

因此，要控制磁场噪音首先要减小电机内部的磁场变化。

其次，可以通过优化电机系统的设计来减小磁场噪音。

改变电机的线圈结构、磁路设计和电路控制等方面都可以对磁场噪音进行有效控制。

例如，在电机的磁路设计中增加磁铁的厚度和减小磁路的漏磁量可以有效减小磁场噪音的产生。

此外，优化电机的电路控制算法，确保电流的波形平稳，也可以降低磁场噪音的水平。

另外，减小电机内部的摩擦和机械振动也可以有效控制磁场噪音。

在电机运行时，内部零部件之间的摩擦和机械振动会产生额外的噪音，进而影响整体的磁场噪音水平。

因此，通过采用低摩擦的材料、减小内部零部件的间隙和增加减震措施等方式可以有效降低电机的摩擦和振动水平，从而减小磁场噪音。

除了上述方法，在电机系统运行时可以采用有源和无源控制技术来减小磁场噪音。

有源控制技术主要通过在电机上添加补偿电流来消除磁场噪音，而无源控制技术则通过改变电机结构和排列方式来减小磁场噪音。

同时，结合有源和无源控制技术可以更加有效地控制电机系统的磁场噪音，提升整体的噪音控制效果。

让我们总结一下本文的重点，我们可以发现，新能源汽车电机系统的磁场噪音控制是一个复杂而具有挑战性的问题。

通过深入研究磁场噪音的产生机理、优化电机系统设计、减小内部摩擦和振动以及采用有效的控制技术等方法，可以有效降低电机系统的磁场噪音水平，提升新能源汽车驾驶员和乘客的舒适感受，推动新能源汽车产业的健康发展。