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电驱总成振动与啸叫问题探究与解决策略

2024-08-08 13:52:01·  来源：汽车NVH云讲堂  
　

随着新能源汽车的快速发展，电驱总成作为其核心部件之一，其性能的稳定性和可靠性直接关系到整车的驾驶体验和安全性能。近期，我们发现一些电驱总成在工作过程中出现振动峰值，进而导致车内产生啸叫问题，这不仅影响了驾驶的舒适度，还可能对总成的长期稳定性造成威胁。本文将对这一问题进行深入分析，并提出相应的解决策略。


问题现象


在某些频率下，电驱总成的振动会出现明显的峰值，这通常是由激励力的突变和结构模态引起的。例如，某电驱动总成在工作时，减速器啮合阶次在627Hz附近产生振动，振动幅度突然增大约10dB。尽管经过激励优化，突变峰值依然存在，初步判断这可能是由电驱总成自身的模态引起的。


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车内噪声与总成振动


问题排查


1. 空载模态测试


我们首先进行了空载模态测试，以排查结构问题。测试结果显示，总成的前两阶模态频率分别为514Hz和674Hz，与振动峰值频率相差较大。


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2. 加载工况振动测试


进一步的加载工况振动测试发现，振动突变峰值频率随着加载扭矩的增加而提高，表明随着扭矩的增加，齿轮的啮合刚度和轴承刚度增大，齿轮轴系和总成壳体之间的相互作用加强。


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3. 齿轮轴系和总成壳体模态试验


通过齿轮轴系和总成壳体的模态试验，我们发现在加载工况下，主轴、主减和总成壳体的传函在636Hz附近存在峰值，表明在加载状态下，齿轮轴系和总成壳体已经耦合为一个整体，耦合模态频率为636Hz。


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齿轮轴系测点方案


空载工况模态表

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4. 空载和加载工况传函分析


通过对空载和加载工况下的传函进行分析，我们发现在加载工况下，齿轮轴系到总成壳体的振动传递函数（VTF）在636Hz附近存在明显的峰值，而在空载状态下则没有此峰值。


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结论与解决思路


综合以上分析，我们可以得出结论：在加载工况下，由于约束刚度的增加，齿轮轴系和总成壳体耦合为一个整体，并在636Hz附近形成模态。当齿轮激励扫过该模态时，导致振动响应突然增大，表现为总成振动在该频率附近出现明显突变，这与车内啸叫的突变频率一致。


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为了解决这一问题，我们提出以下解决思路：


主减和总成壳体避频设计：通过避频设计，确保主减和总成壳体的模态频率避开问题频率至少5%以上，以减少共振的可能性。


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2. 电机和减速器集成壳体加筋设计：通过加筋设计，增强电机和减速器集成壳体的结构刚度，从而改善振动特性，减少振动峰值的出现。


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加载工况下齿轮轴系到总成壳体 VTF 在 636Hz 附近存在明显峰值，空载无此峰值。


通过这些措施，我们期望能够有效降低电驱总成在特定频率下的振动峰值，从而减少车内啸叫问题，提升驾驶体验和总成的可靠性。我们将持续关注这一问题，并不断优化设计，以满足市场和用户的需求。

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