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车用驱动电机电磁噪声多目标优化研究

成果类型：: 新技术

发布时间: 2022-11-08 17:02:35

科技成果产业化落地方案

方案提交机构：湖北省襄阳市| 赵亮 | 2022-12-08 11:00:42

成果简介技术亮点应用前景团队概括产生的效益转化方式

通过多物理场分析方法对电驱系统ＮＶＨ问题进行识别，对某动力总成ＮＶＨ问题根因进行定位，并借助遗传算法对电驱系统ＮＶＨ问题进行优化。阐述了在进行电驱系统ＮＶＨ问题优化时，目标选择、参数选择、约束条件制定的基本原理。优化方法能显著降低电驱系统的电磁噪声，研究方法为电驱系统ＮＶＨ问题分析优化提供了一种有效思路。

通过对某纯电汽车ＮＶＨ问题进行分析及优化，得到以下结论：（１）借助物理场耦合计算结果，识别出总成在高速区ＮＶＨ问题由径向激励与电机呼吸模态共振引起。（２）借助遗传算法能够有效降低电驱系统振动噪声，关键阶次处降噪量达到１５ｄＢ，显著提高了产品的ＮＶＨ性能。本研究通过多物理场分析方法对电驱系统ＮＶＨ问题进行识别，并阐述了在进行电驱系统ＮＶＨ问题优化时，目标选择、参数选择、约束条件制定基本原理。优化方法能有显著降低电驱系统的电磁噪声，研究方法为电驱系统ＮＶＨ问题分析优化提供了一种有效的思路。

随着纯电动汽车的推广普及，电驱动系统噪声问题逐渐进入ＮＶＨ工程师的视野。由于车用驱动电机调速范围宽、控制电流谐波丰富，电机运行时产生宽频电磁激励力，在车辆加速过程中往往出现显著的啸叫特征。电磁噪声一般频率较高，而且没有其它噪声的掩蔽，更容易引起乘客的抱怨。针对电驱系统电磁噪声的产生机理及优化方法，国内外学者进行了大量的研究。ＨａｏｄｏｎｇＹａｎｇ等［１］基于永磁同步电机电磁－结构弱耦合仿真模型，对常用极槽配合的电机振动进行了分析对比，结果表明低空间阶次电磁力对电机振动影响较大。与径向力相比，切向电磁力幅值较小，在分析电机电磁噪声时，往往会忽略切向力的作用，但切向电磁力也会对电机振动噪声产生不可忽略的影响。Ｍ􀆰 Ｂｏｅｓｉｎｇ等［２］用有限元方法分别分析了径向力和切向力对电机表面振动的影响，发现切向电磁力是导致电机表面振动的主要激励。

研究成员：李伟业，郝玉涛，杨慧强，王亚杰，方江龙李伟业：襄阳中车电机技术有限公司副总经理、总工程师，作为特种电机技术突破者，他扎根基层潜心技术研究，带领团队屡屡攻克技术难题，永磁电机核心技术、跨座式单轨永磁牵引电机等多项技术成果填补国内外空白，打破国外技术垄断，为我国运载装备动力技术实现从“跟随”到“领跑”作出了重要贡献。他被聘为“湖北省科学技术厅科技专家库高端专家”，荣获“湖北省科学技术进步一等奖”。

该成果借助多物理场分析方法对其ＮＶＨ问题进行分析。在此基础上，制定优

化目标并选择优化参数，借助遗传算法对电磁设计方案进行优化，并最终对优化方案的降噪效果进行仿真验证。分析结果表明，该方法能有效降低电驱系统电磁噪声水平，显著提高产品ＮＶＨ性能。研究方法为电驱系统ＮＶＨ问题分析优化提供了一种新的思路。