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某四驱电动车电磁噪声大问题优化

2024-04-26 08:59:09·  来源：汽车NVH云讲堂  
　

摘要


电动汽车电驱动噪声为高频噪声的主要声源，且主要表现为高频阶次噪声，噪声突出、频带较窄，根据心理声学中掩蔽效应的特征，电驱动的高频噪声很难被掩蔽，尤其当高频阶次噪声突然变大时， 很容易引发抱怨；本文针对某车型控制器伞状阶次噪声的问题，通过试验及分析，找出问题的解决措施：通过在高压线束增加磁屏蔽盖板，降低高频磁场对地板的力的作用，从而减小地板振动，达到降低辐射噪 声的效果；本文的方法（磁屏蔽）对于由线束纹波电流直接产生的声学问题具有普遍适用性。


关键词：电驱动，高压线束，振动噪声，磁屏蔽


1  前言


随着社会的日益进步和科学技术的不断发展，人们对汽车舒适性的要求也越来越高。汽车在正常行驶和停车等各种工况下良好的 NVH(Noise、Vibration &Harshness)性能是评判现代汽车质量优劣的重要标志。伴随着汽车的电动化，以电驱动阶次噪声为代表的高频噪声成为 NVH 的重要研究课题。


电驱动的阶次噪声中，控制器的伞状阶次噪声为重要的噪声源之一。控制器在工作时，功率开关元件的开通与关断会导致电流纹波的出现，电流纹波作用在电机磁路中产生力的作用会辐射出相应的噪声，或通过传到线束辐射出相应的纹波磁场，进而激励起临近钣金的振动从而产生噪声问题。


本文的案例中，由于高压线束未加屏蔽层，四驱车的高压线束从地板下方通过，且距离地板较近，本文重点介绍线束中纹波电流辐射出的磁场引发的问题。


2  控制器伞状阶次噪声问题


2.1 控制器工作过程分析


一般驱动电机转子的旋转，需要借助于定子绕组电流产生的圆形旋转磁场→若想获得圆形旋转磁场，需要三相对称绕组通以三相对称电流→电动车电池供应的为直流电，要想获得三相对称电流，需要控制器通过脉冲宽度调制的方式获得→脉冲宽度调制的输出函数可以使用双重傅里叶级数表示，存在边带谐波；电机的基础原理这里就不介绍了，我们直接从脉宽调制说起。


2.1.1 脉宽调制原理


在采样控制理论中有这样一个理论：冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果（输出的响应波形）基本相同。假设脉冲信号为 f(t)，则冲量指的是 f(t)dt，即图 1 中绿色区域的面积 S。


电机的绕组在电路中充当电感的作用，而电感在通交流电时具有”惯性“的特点，因此可以用一系列等幅不等宽的脉冲来代替正弦波；


对于 SVPWM(Space VectorPulse Width Modulation)，其基本原理也类似，只是将磁链作为一个整体进行控制，这里就不深入介绍了。



2.1.2 脉冲宽度调制的边带谐波分量



对于普通的 SPWM(SinusoidalPulse Width Modulation)、三次谐波注入的 SPWM、SVPWM 都是由载波、调制波双变量共同决定的，将单变量的傅里叶变换进行拓展，脉宽调制的输出函数可以使用双重傅里叶级数表示。双重傅里叶级数展开式中存在存在基波电流分量cos

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