面向传动装置的电驱动系统振动噪声机理与抑制方法研究

发布时间：2021-02-27 13:02

　　大力发展新能源汽车是解决能源危机和环境污染等问题的有效技术途径之一,由驱动电机和传动装置组成的电驱动系统是新能源汽车的核心装置。为了提高系统的功率密度,降低生产成本,集成化设计、一体化控制的高速电驱动系统是未来的发展趋势,同时,电机的高速化带来了系统可靠性和NVH等问题,特别是在纯电动汽车上尤为突出。为了提高系统NVH品质,面向高功率密度、高效率、高可靠性的电驱动系统,针对其在高转速、高集成度下的振动噪声机理与特性表征等基础科学问题,以及振动噪声抑制方法与试验方法等关键技术问题,开展了电驱动系统振动噪声机理分析、多源激励下电驱动系统仿真平台构建与振动噪声预测分析、传动装置振动噪声抑制方法、振动噪声台架和整车道路试验等研究,重点研究了基于有限元法的电驱动系统仿真平台构建、基于齿轮微观修形的齿轮传动系统振动噪声抑制、基于转子斜极的电机转矩脉动抑制及系统振动噪声台架和整车道路试验等关键技术,结合科技部国家重点研发计划“高性能精密一体化驱动电机系统研制”项目,主要研究内容如下:（1）电驱动系统振动噪声机理分析。从源和传递路径的角度分析了电驱动系统振动噪声产生的原因;针对斜齿轮噪声,分析了齿轮啮... 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：157 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 新能源车用一体化电驱动系统
        1.2.1 电驱动系统分类
        1.2.2 电驱动系统一体化带来的新问题
    1.3 研究现状
        1.3.1 电驱动系统振动噪声机理研究现状
        1.3.2 电驱动系统动力学建模研究现状
        1.3.3 电驱动系统振动噪声抑制方法研究现状
        1.3.4 电驱动系统测试标准
    1.4 本文主要研究内容
第2章 电驱动系统传动装置振动噪声机理分析
    2.1 传动装置振动噪声产生原因
    2.2 齿轮传动系统内部激励机理
        2.2.1 啮合刚度激励
        2.2.2 传递误差激励
        2.2.3 啮合冲击激励
        2.2.4 齿面摩擦激励
        2.2.5 润滑油量产生的激励
    2.3 齿轮传动系统外部激励机理
        2.3.1 轴承刚度激励
        2.3.2 驱动电机转矩脉动
        2.3.3 驱动电机径向电磁力
        2.3.4 路面随机激励产生的激励
        2.3.5 磁固耦合引起的振动噪声机理
    2.4 本章小结
第3章 多源激励下电驱动系统仿真平台构建与振动噪声预测分析
    3.1 基于有限元法的电驱动系统仿真平台
        3.1.1 驱动电机有限元模型
        3.1.2 齿轮传动系统模型
        3.1.3 壳体模型
        3.1.4 电驱动系统仿真模型
    3.2 壳体振动响应分析
        3.2.1 壳体表面矢量振幅
        3.2.2 转矩脉动与径向电磁力不同阶次激励对轴承及其壳体的影响
        3.2.3 转矩脉动和径向电磁力不同阶次激励对响应节点的影响
        3.2.4 驱动电机特定阶次激励对轴承及其壳体、响应节点的影响
    3.3 壳体辐射噪声分析
    3.4 仿真与试验结果对比分析
    3.5 本章小结
第4章 传动装置振动噪声抑制方法研究
    4.1 基于齿轮微观修形的齿轮传动系统振动噪声抑制方法研究
        4.1.1 齿轮微观修形原理
        4.1.2 基于Smith切片法获取传递误差和齿面载荷分布
        4.1.3 基于粒子群算法的齿轮修形参数寻优
        4.1.4 传动装置介绍及噪声源确定
        4.1.5 粒子群算法优化结果分析
    4.2 基于转子斜极的驱动电机转矩脉动抑制方法
        4.2.1 转子斜极工作原理
        4.2.2 转子斜极的形式
        4.2.3 转子分段斜极对电磁转矩的影响
        4.2.4 转子分段斜极角度的确定
        4.2.5 不同转子斜极段数的转矩脉动对比分析
        4.2.6 转矩脉动台架试验
    4.3 本章小结
第5章 电驱动系统振动噪声台架和整车道路试验研究
    5.1 台架试验方案
    5.2 台架试验结果分析
        5.2.1 恒转速工况
        5.2.2 25 Nm恒转矩加速工况
        5.2.3 30 Nm恒转矩加速工况
        5.2.4 空载滑行工况
        5.2.5 -20Nm恒转矩馈电滑行工况
        5.2.6 润滑油量试验
        5.2.7 润滑油温试验
    5.3 整车道路试验方案
    5.4 整车道路试验结果分析
        5.4.1 缓加速工况
        5.4.2 滑行工况
    5.5 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 全文工作总结
    6.2 本文创新点
    6.3 研究展望
参考文献
作者简介及在学期间所取得的科研成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]摩擦对齿轮振动噪声影响的研究进展[J]. 刘更,南咪咪,刘岚,吴立言,赵颖.  振动与冲击. 2018(04)
[2]基于低耗齿轮的大速比行星齿轮传动固有特性及振动分析[J]. 夏炀志强,秦大同.  振动与冲击. 2018(02)
[3]考虑机电耦合的电动轮系统纵向振动特性建模及验证[J]. 左曙光,李多强,毛钰,邓文哲,吴旭东.  农业工程学报. 2017(22)
[4]纯电动汽车高速齿轮传动NVH性能优化研究[J]. 潘晓东,刘祥环,黎超.  重庆理工大学学报(自然科学). 2017(11)
[5]内部激励对高速齿轮传动装置振动的影响[J]. 王志敏,刘春波,杨林杰.  科技创新与生产力. 2017(08)
[6]考虑电流谐波的永磁同步电机电磁振动和噪声半解析模型[J]. 林福,左曙光,毛钰,吴双龙,邓文哲.  电工技术学报. 2017(09)
[7]考虑定子各向异性的永磁同步电机振动噪声优化[J]. 左曙光,张耀丹,阎礁,张国辉,林福,吴双龙.  西安交通大学学报. 2017(05)
[8]多源驱动/传动系统机电耦合建模及同步特性研究[J]. 舒锐志,魏静,秦大同,张爱强,赖育彬.  机械工程学报. 2018(07)
[9]永磁同步电机电磁振动数值预测与分析[J]. 左曙光,刘晓璇,于明湖,吴旭东,张国辉.  电工技术学报. 2017(01)
[10]考虑结构柔性的行星轮系耦合振动特性研究[J]. 魏静,张爱强,秦大同,舒锐志.  机械工程学报. 2017(01)

博士论文
[1]表贴式永磁同步电机建模、分析与设计[D]. 陈浈斐.天津大学 2014
[2]油润滑渐开线斜齿轮摩擦动力学特性及疲劳寿命预估[D]. 董辉立.北京理工大学 2014
[3]内置悬置的轮毂电机驱动系统动力学特性及结构优化[D]. 谭迪.华南理工大学 2013
[4]永磁同步电机电磁振动分析[D]. 杨浩东.浙江大学 2011
[5]电动汽车驱动用感应电机的电磁噪声研究[D]. 代颖.哈尔滨工业大学 2007

硕士论文
[1]汽车传动齿轮箱润滑问题研究[D]. 鞠彤晖.吉林大学 2015
[2]梯形波永磁无刷直流电机的两种控制方案及其相关问题研究[D]. 刘鸿.山东大学 2015
[3]少稀土内置U型永磁同步电机电磁、振动与噪声的研究[D]. 张鹏.哈尔滨工业大学 2014
[4]汽车齿轮变速箱的振动分析与优化设计[D]. 邓雷.重庆大学 2013
[5]汽车变速箱齿轮振动噪声仿真及分析[D]. 张琛.南京航空航天大学 2013
[6]重型商用车变速器润滑系统流动与传热仿真研究[D]. 刘波.重庆大学 2012
[7]轿车变速器噪声机理分析及控制[D]. 李进超.重庆大学 2012
[8]低速大扭矩永磁同步轮毂电机电磁振动和电磁噪声的研究[D]. 赵东生.哈尔滨工业大学 2011
[9]高速齿轮噪声控制研究[D]. 赵彬.重庆大学 2008
[10]汽车变速器振动与噪声测试方法研究[D]. 徐宏.四川大学 2004



本文编号：3054272