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电动车辆和混合动力车辆技术测试

电驱动车正快速发展并在一定程度上成为了各汽车原始设备制造商的必备车型。目前,各种车辆技术有很多命名约定。主要类型包括纯电动车辆(BEV)和配有内燃机(ICE)的混合动力电动车辆(HEV)。传统传送系统测试和HEV/BEV测试之间的主要差别在于HEV/BEV新增了一个或多个电动机,包括变频技术、电池冷却和传输设计。相比内燃机,电动机对我们提出了新的挑战。点击此处了解我公司针对电动汽车提供的完整应用。

对纯电动车辆和混合动力电动车辆进行噪声、振动和声振粗糙度(NVH)测试时,要考虑很多因素:

  • 常用的电动机类型包括永磁同步电动机(PMSM)、感应电动机和开关磁阻电动机。
  • 变频器采用脉宽调制(PWM)技术将高压直流电源转换为电机的三相直流电压。开关频率和边带均可在可听范围内。
  • 纯电动车辆的齿轮箱一般有一个末端齿轮,这个齿轮需处理整个范围内的转速。由于有些供应商可能在汽车领域的经验不足,所以需要检测可能发生的传动误差。
  • 电池系统运行需要水或空气冷却/加热系统。此外,连接高压电池的接触器在车辆启动/熄火时会产生很大的冲击噪声。
  • 有些纯电动车辆还配有增程器(RE)。这是一个辅助电源装置和发电机,可在不接通电源的情况下给电池充电。

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资源

Aiways案例: “中国电动车辆生产商寻找质量解决方案”

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手册: “电动和混合动力车辆技术测试”

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选择的产品

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电动和混合动力车辆技术测试中的声学测试类型

很多声学测试原理都是通用的,与驱动无关;对于纯电动车辆和混合动力电动车辆,电动机测试和电脑模型验证方面还需更多努力。电动机发出的噪声级低很多,且相对内燃机而言纯噪声的频率更高。这在车辆低速行驶时尤为明显。电动机发出的主要噪声是电磁产生的啸声,有时也叫“电流声”。再生(电池充电减速)时的噪声也很重要。控制系统(即变频器)会产生其他频率非噪声。对于仅靠电动机运行的车辆,低频率的噪声掩盖较少;也就是说,需要相应改变其他噪声组分。此外,还引入了新的噪音组分及电池的水或空气冷却/加热系统。纯电动车需要电驱动附件,如替代内燃机的皮带驱动系统的空气压缩机。充电时可运行空气压缩机,对电池进行冷却。

纯电动车辆和混合动力电动车辆测试

齿轮箱啸声测试根据内燃机齿轮箱的测试程序进行。传动系统试验台测试、声能和振动测试及车辆测试均在NVH底盘测功机上进行。

根据类型,还需要对增程器进行相应分析。该组件明显与行车速度无关,而是驾驶员的不同体验。

例如

分析车内电磁噪声和传递噪声的声压级(SPL)和电动机阶次。背景噪声相对的阶次级(尤其是在高于1kHz时)很重要。啸声可使用一些纯噪声方法进行分析。为此,要获取电动机规范,了解主要的磁序。变频器噪声及开关频率和边带可使用快速傅里叶变换(FFT)图进行分析。

 

计算机模型验证

很多设计决策和验证都在生产原型部件或车辆前进行。计算机辅助设计(CAE)模型要涵盖电动机控制系统及电动机和车辆的振动发声行为。现有汽车或系统的测量数据用于各种模拟。此外,还使用了杂合车(基于新概念对现有车辆进行改装)。相关性测试包括运行测试、声源强度和传递函数。

一般情况下,对于模态分析和传递函数,要测定噪声传递函数(NTF)和声学传递函数(ATF)。此外,还要使用冲击锤、振动器和体积速度声源等提供激励。对于预测和CAE关联,还要注意电动机表面辐射(声能)并使用标准化车辆验证测试对CAE模型进行验证。