1.2 传递路径
驱动电机振动噪声的传播路径一般分为两类，如图1所示，一类是从驱动电机本体机壳、端盖传导出来的振动噪声通过悬置系统传递到车身及车内，另一类是通过驱动电机转子轴系传递到传动轴、悬架系统、车身及车内。
图1 驱动电机振动噪声传播路径
1.3 优化途径
2 某纯电动车蠕行模式振动噪声测试分析
车辆的蠕行模式也称为低速巡航驾驶辅助系统，在此模式下不需要驾驶员操作油门踏板和制动踏板，整车控制器自行控制驱动电机扭矩的输出，使车辆以非常缓慢的速度行驶。车辆蠕行模式，驱动电机转速在130～200r／min之间，频率在74Hz附近，驾驶室明显听到比较低沉的“嗯”的声音并伴随从底板传输而来的振动，表现为24阶、48阶噪声和振动，其中24阶更为明显。其测试结果如图2、图3所示。
图2 驾驶室右耳噪声测试
图3 驱动电机壳体振动
3 某纯电动车蠕行模式24阶噪声分析
某纯电动汽车驱动电机采用4对极、48槽、三相单层绕组永磁同步电机，匹配一挡减速器进行扭矩传递输出。根据电磁理论对该驱动电机进行电磁力波分析，转子磁场的谐波次数为：
定子磁场的谐波次数为：
同步电机定转子磁场相互作用，产生振动噪声的主要电磁力波的极对数为：
那么，对应的电磁力波的频率为：
式中：k，r——常数；p——驱动电机的极对数；f r——转子的频率；μ±p——电磁力波对应的频率阶数。
通过计算分析，如图4某驱动电机力波分析表，8极48槽三相单槽永磁同步电机的电磁噪声阶次为8，16，24，40，48，64，72，80，88，96，表现最为典型的阶次为24，48，96，它们对应的空间阶次都为0阶。对应整车噪声振动测试数据，蠕行起步阶段表现最显著的是24阶噪声和振动，而驱动电机本体的结构特性决定24阶电磁力波是转子的5、7次谐波和定子的5、7次谐波相互作用产生的。测试数据与驱动电机电磁力波分析相吻合，整车蠕行起步阶段24阶噪声和振动是由驱动电机激励引起的。
图4 某驱动电机力波分析表
采用LMS信号分析系统在整车上对动力总成传动系统进行锤击法模态测试，激励驱动电机本体及减速器上各点分析悬置主动侧频响，激励减速器前端存在74Hz的明显峰值如图5所示，表现为动力总成绕右后悬置连线旋转的刚体模态如图6所示。
图5 激励减速器前端频响
综上所述，结合整车振动噪声测试数据和整车动力总成频响、模态测试结果，车辆在130～200r／min转速范围内，在74Hz频率附近局部强化的24阶振动噪声是由驱动电机激励、驱动电机电磁力波频率同车辆动力总成固有频率共振引起的。驱动电机和减速器连接在一起形成新的模态 （74Hz），驱动电机电磁力波的频率随着转速变化，在蠕行起步加速的过程中随着驱动电机转速、扭矩的上升，新的模态固有频率同电磁力波频率重叠，很快产生了共振。
4 某纯电动车蠕行模式驱动电机系统24阶噪声解决方案
前期做了大量工作重新标定驱动电机的速度环、电流环、扭矩补偿参数以及开关频率，均没有减弱蠕行模式24阶振动噪声。最后采用增加预置扭矩、优化扭矩阶跃强度有效解决了蠕行模式24阶噪声和振动。在整车控制器发送给电机控制器使能指令后即给定5Nm的预置扭矩，让驱动电机发出扭力，消除传动系统花键、齿轮的啮合间隙，消除了车辆由静止到行驶的转速冲击，车辆进入预备状态 （处于车辆静止状态）；同时优化蠕行工况扭矩阶跃梯度，扭矩的增加分两个阶段，在转速上升到60r／min时蠕行扭矩达到最大值35Nm，蠕行工况加速结束后驱动电机只需输出7Nm的力即可使驱动电机转速稳定在384r／min，较优化前最高稳定转速降低29r／min，根据整车参数换算成车速降低0.4km／h，主观评价不影响驾驶感受。从总线上提取的扭矩、转速数据优化前后对比如图7所示，整车控制器蠕行模式扭矩阶跃强度数据前后对比如图8所示。
图6 动力总成模态
图7 总线上提取的蠕行模式扭矩转速优化前后对比图
图8 蠕行模式扭矩阶跃强度标定数据前后对比图
增加预置扭矩、优化蠕行模式扭矩阶跃强度后，再次测量驾驶室右耳噪声，如图9所示，噪声强度明显减弱，主观评价已无明显的感觉。
5 总结
图9 优化前后噪声测试对比图
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