（蚌埠学院，233000）
摘要：随着全球环境污染问题的日益突出以及石油等资源的不断匮乏，清洁节能的电动汽车正不断的被人们所重视。与传统内燃机汽车相比电动汽车在振动噪声方面具有明显的优势，但它依然存在一些问题，迫切的需要解决。电动汽车采用电机来提供动力，它没有了内燃机噪声，取而代之的是电机的高频噪声。没有了内燃机噪声，同时也就没有了内燃机噪声的掩蔽效应，这样来自空气、悬架还有轮胎等的噪声变得更加容易被人们察觉，容易让人们产生烦躁感。所以电动汽车依然存在振动噪声问题，设计人员还需要对电动汽车的NVH问题进行研究。
关键词：电动客车；NVH根源试验；改进措施；研究
引言
在城市环境噪声方面，电动汽车对降低路口处的或者低速行驶路段的噪声有很积极的影响。研究发现，高的噪声水平与一些健康问题有关系，比如睡眠障碍和心血管疾病。联合国世界卫生组织发表的文章表明在欧洲交通噪声每年将引起至少一百万年的寿命损失，并且每年因交通噪声引起的心脏病、睡眠质量下降等问题而导致死亡的人数超过20000人。仅仅通过道路建设并不能完全解决问题，同样需要汽车制造商在其中扮演重要的角色。电动汽车在噪声方面具体明显的优势，电动汽车较低的噪声排放水平可以对城市内的居住者有积极的影响，它可以帮助缓解城市噪声困扰的问题。
1、电动汽车振动噪声源的组成和特点
电动汽车的主要振动噪声源就是将传统汽车噪声源中的发动机噪声去掉，取而代之的是驱动电机噪声，其他噪声源基本一致[1]。噪声的传播途径主要包括空气传播和结构传播。电动汽车与传统内燃机汽车相比没有了最为主要的发动机噪声和进排气噪声，它们对其他部分微弱噪声起到了遮蔽的效应，使得其他噪声变得不那么明显。而电动汽车的电机噪声相对较低，掩蔽效应不明显，所以电动汽车与内燃机汽车在声品质上存在明显的差别。
驱动电机系统的噪声主要包括电磁噪声、机械噪声、空气动力噪声。电磁噪声是其中贡献最大的噪声。当气隙磁波作用在定子铁芯上时会产生磁力，磁力分解为径向和切向两个方向的力，径向磁力使铁芯产生振动变形，这是产生电磁噪声的主要来源，主要通过空气传播到车内。机械噪声主要包括轴承引起的噪声以及转子动不平衡力产生的振动和噪声，可以通过空气也可以通过结构传播到车内。空气动力噪声主要包括涡流噪声、笛鸣噪声。涡流噪声是由于电机内部温度较低的空气在旋转表面形成旋转的气流产生的，而笛鸣噪声主要是由径向通风沟引起的。电机和电控元件等单元产生的噪声水平虽然较低，但这些噪声很大部分是令人产生烦躁感的高频噪声，驾驶员和乘客的主观感受可能会更差，降低了电动汽车的乘坐舒适性。
在车速较高的情况下，轮胎噪声和风噪对电动汽车车内声品质产生很大影响，特别对于已经习惯了发动机噪声的人员来说，没有了它的掩蔽效应可能会给他们造成一定的困扰。在车速较低的情况下，由于没有了发动机噪声的掩蔽效应，一些对车内声品质贡献量比较小的噪声会凸显出来，比如空调噪声、传动系统噪声等，也会增加人的烦躁感。
2、基于某电动客车的NVH根源试验诊断分析
2.1电机总成悬置系统概述
发动机为内燃机汽车提供动力，电动客车则是由电机提供的。在通常情况下，电动汽车的电机工作过程中要比发动机安静平稳很多，但是在加速时电机转矩引起的车内振动可能比路面传来的激励还要大。电机总成也是电动客车的一个重要振源，它的振动可以通过电机悬置系统传递到车架上，电机悬置系统性能的优劣能影响到整车的振动噪声以及舒适性水平[2]。通过前文电动客车振动噪声测试试验表明，在低速时电机悬置系统的传递率较高，这与电机启动时的瞬时转矩冲击有关，同时某些工况下的传递率超过了10%，对电机悬置系统进行固有特性分析和优化是很必要的。
2.2电机总成悬置系统的作用
车架和电机之间设置了电机悬置系统，电机悬置系统是动力吸振系统，它的功用是降低电机传递到车架上的振动，也可以缓解其受到的路面激励的冲击。悬置系统在受到低频激励冲击的时候，产生的变形不应该过大，这要求其刚度应该大些，同时阻尼应该大些，以便更好的吸收振动能量，而在隔离高频激励时，低刚度和小阻尼的悬置隔振性能会更好。
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悬置系统有以下几个功能:
（1）悬置系统对动力总成起到支撑其重力的作用。
（2）悬置系统可以限制动力总成受到冲击时的位移，避免与汽车的其他部分发生碰撞。
（3）悬置系统可以降低动力装置的振动向车架车身传递，具有吸振和隔振的作用。
2.3单自由度系统隔振的基本原理
对于隔振，按照其激励源的不同可以分为主动隔振和被动隔振。前者隔离的对象为振源，而后者隔离的对象则是需要保护的系统。
2.4电机总成悬置系统优化
电动客车的电机总成系统是汽车的主要振动源之一，它产生的振动通过连接结构传递到客车的其他部位，良好的悬置系统可以有效的降低电机工作时对整车振动噪声的影响。对于动力总成悬置系统，优化如下几个变量是比较容易实现的，包括悬置在弹性主轴方向的刚度、悬置在电机坐标系下的坐标以及悬置坐标系与电机坐标系之间的夹角。
2.5电机总成悬置系统优化概述
优化问题应该先按照要求建立相应的模型，然后选择合适的优化方法而获得优化方案。对于电机总成悬置系统的优化问题应当考虑三项内容，即目标函数、设计变量还有约束条件。在优化分析时，要考虑到设计的原则、制造的可行性以及生产成本等多个方面来设定设计变量的值域，以保证优化得到的目标函数值在合理的范围内，目标函数的最优值求解一般是通过编制的程序自动求取的。
如果要优化的目标函数不只一个，则称为多目标优化[3]。它常常要对几个目标函数的最优值进行折中，因为要使所有的目标函数同时达到最优值通常是不可能或者很困难的，达到这些目标函数最优值所需要的条件可能是存在矛盾的。所以可以采取的方案通常是一个使这些目标函数都比较理想的方案。可以对这些目标函数按主次进行优先级排列，也可以对这些目标函数进行加权，求出各自满足要求的最优值。优化设计的一般流程如下：
（1）选择确定所要优化的目标函数。
（2）选择优化目标函数而需要调整的参数作为设计变量。
（3）设定相应参数的约束条件。
（4）通过计算机程序求解出使目标函数达到最优值时的设计变量的值。
由于客观条件的限制，本文中电动客车电机的具体结构参数不能够获取，所以不能具体实际的对电机本身产生噪声的根源进行研究，不能分析探索电机产生噪声的规律，也不能实现通过优化电机本身的结构参数来降低高频噪声。如果合作方能够提供具体信息，就可以通过电磁方面的知识来优化电机本身，从而更大程度的提高该车的NVH性能。
结束语
电动汽车没有了发动机的噪声,这是一把双刃剑。没有了内燃机噪声，电动汽车的整体噪声水平减低了很多，但另一方面由于没有内燃机噪声的掩蔽效应,风噪、轮胎噪声以及其他一些附件的噪声会变得更加的显著。人们对车辆噪声方面的评价并不一定是噪声水平低了评价就高,人的判断是有主观性的，令人烦躁的高频噪声会影响人们对电动汽车的的认可度，从而影响到电动汽车的市场竞争力，所以研究和改善电动汽车的NVH性能是十分必要的。
参考文献
[1]雷正保, 易晓剑. 电动汽车碰撞安全性与NVH多目标拓扑优化[J].中国公路学报, 2016, 29(5):144-150.
[2]牛立亚, 刘健, 曹付广,等. 节气门开度对柴油乘用车NVH性能影响的试验研究[J]. 柴油机, 2017, 39(2):20-23.
[3]黎程.轻型客车动力总成悬置系统 NVH优化与试验研究[J]. 柴油机设计与制造, 2016, 22(4):45-76
作者简介：陈应航（1990.08-），女，安徽蚌埠人，学历：硕士，职称：助教，研究方向：数字化设计与仿真以及汽车降噪设计。
论文作者:陈应航
论文发表刊物:《知识-力量》2019年5月上
论文发表时间:2019/3/5
标签：噪声论文; 电机论文; 电动汽车论文; 系统论文; 总成论文; 函数论文; 目标论文; 《知识-力量》2019年5月上论文;