电驱动系统NVH测试主要用于评价新能源汽车电驱动总成在不同转速、扭矩、负载及运行状态下的噪声、振动与声振特性,检测对象通常包括驱动电机、减速器、电机控制器以及集成式电驱动总成。测试可在台架条件下对系统进行转速和扭矩控制,同时布置振动与声学测量通道,获取不同工况下的NVH响应数据。
电驱动系统区别于传统动力系统,其电磁激励、齿轮啮合、轴承运转、转子不平衡及结构模态等因素均可能形成不同频率特征的噪声和振动。尤其在高转速、加减速及负载变化过程中,某些阶次或频带可能出现明显峰值。通过NVH测试可以客观记录系统声压、振动响应、转速及扭矩等参数,分析异常噪声或振动与运行工况之间的对应关系。
适用产品
电驱动系统NVH测试适用于新能源汽车动力电驱动相关产品,测试对象可根据系统集成形式、驱动方式及项目技术要求进行选择:
- 纯电动汽车驱动电机
- 电机控制器及逆变器
- 电驱动减速器
- 二合一、三合一及集成式电驱动总成
- 电机与减速器组合总成
- 新能源汽车前驱、后驱及四驱电驱动系统
检测项目
电驱动系统NVH测试通常需要将转速、扭矩、振动和声学信号进行同步记录,通过稳态和瞬态工况测试分析系统噪声与振动特征。具体项目可根据产品结构及测试目的进行组合。
| 检测项目 | 测试内容/方法 | 主要验证目的 |
|---|---|---|
| 稳态噪声测试 | 控制电驱动系统在规定转速和扭矩下稳定运行,利用麦克风采集声压信号并同步记录运行参数 | 评价不同稳态工况下电驱动系统的整体噪声表现 |
| 振动响应测试 | 在电机壳体、减速器壳体及其他规定位置布置加速度传感器,采集运行过程中的振动信号 | 评价系统结构振动水平及不同工况下的响应变化 |
| 阶次分析 | 同步采集电机或输入轴转速与声振信号,根据转速变化计算并识别相关阶次成分 | 识别与旋转部件、电机电磁激励或齿轮啮合相关的周期性噪声振动 |
| 频谱分析 | 对稳态或指定工况下的声学、振动数据进行FFT频域分析,提取主要频率峰值 | 识别主要噪声和振动频率及异常频带 |
| 加减速噪声测试 | 按照规定的转速或扭矩变化率进行升速、降速及负载变化,连续采集声振响应 | 评价瞬态运行过程中噪声和振动的变化及异常峰值 |
| 声振关联分析 | 同步分析麦克风与壳体加速度信号,比较异常声压峰值与结构振动频率、阶次之间的对应关系 | 判断主要异常声音与结构振动响应之间的关联特征 |
| 不同负载工况测试 | 设置不同扭矩、负载及转速组合,对电驱动系统进行多工况声振数据采集 | 评价负载变化对NVH性能的影响及异常区域 |
标准依据
电驱动系统NVH测试涉及汽车声学、机械振动及电驱动系统运行条件,具体测试工况和评价指标通常由产品技术条件、整车厂规范或项目试验要求确定。涉及声学和振动测量时,可根据测试环境和方法采用以下标准作为相关测量依据。
| 标准编号 | 标准名称 | 适用范围 |
|---|---|---|
| GB/T 18697-2002 | 声学 汽车车内噪声测量方法 | 适用于汽车车内噪声测量,可作为涉及整车车内电驱动系统噪声评价时的声学测量参考 |
| GB/T 3785.1-2010 | 电声学 声级计 第1部分:规范 | 适用于声级计的性能和技术要求,可作为声压级测量设备选择及性能要求的参考 |
| GB/T 6882-2016 | 声学 声压法测定噪声源声功率级和声能量级 消声室和半消声室精密法 | 适用于消声室和半消声室条件下噪声源声功率级及声能量级测量,可用于具备相应声学测试环境的电驱动系统噪声测量 |
| GB/T 2298-2010 | 机械振动、冲击与状态监测 词汇 | 用于机械振动及状态监测相关术语定义,可作为电驱动系统振动测试与数据分析的术语参考 |
上述标准主要用于声学测量、振动术语及相关测试方法参考,电驱动系统NVH的具体转速、扭矩、负载、测点、评价指标及合格限值不能仅依据通用标准确定。实际测试应根据具体电驱动产品技术规范和项目要求制定测试工况及判定方法。
测试要点
电驱动系统NVH测试对运行工况、安装边界、转速同步和测点布置具有较高要求。电机电磁激励、齿轮啮合以及轴承等不同激励源可能同时存在,因此需要保证转速、扭矩和声振信号同步,并通过频谱和阶次分析区分不同来源。
| 关注事项 | 常见问题 | 说明 | 解决方案 |
|---|---|---|---|
| 转速同步 | 声振数据与转速信号无法准确对应 | 阶次分析依赖准确的转速基准,如果转速信号存在丢脉冲、抖动或时间不同步,会导致阶次计算偏移,影响异常频率识别。 | 测试前检查转速采集通道及同步状态,确认转速测量方式和脉冲质量,并在正式测试前进行信号校验。 |
| 扭矩工况 | 相同转速下噪声表现差异较大 | 电驱动系统的齿轮啮合、轴承受力及电磁响应均可能受到扭矩变化影响,只控制转速而忽略扭矩会造成工况不一致。 | 明确转速、扭矩和负载组合,稳定工况后再采集数据,并记录实际运行参数。 |
| 安装边界 | 台架固定方式导致振动响应变化 | 电驱动总成的安装刚度和边界条件会影响结构传递路径及模态响应,使测试结果与实际安装状态产生差异。 | 确认台架和工装刚度、固定位置及连接方式,保持不同样品测试时的安装边界一致。 |
| 测点布置 | 麦克风或加速度传感器位置不一致 | 声压和结构振动具有明显空间分布,测点位置变化会导致测量幅值和频谱发生变化,降低不同测试结果的可比性。 | 按照项目要求固定传感器位置、方向和距离,测试前检查传感器安装状态并记录测点信息。 |
| 电磁与机械激励区分 | 无法判断异常频率来源 | 电磁激励、齿轮啮合、轴承及转子相关频率可能同时出现在频谱中,仅观察频率峰值难以确定具体来源。 | 结合转速、极对数、齿数及结构振动测点进行阶次和频率对应分析,并比较不同负载工况下峰值变化。 |
| 瞬态测试 | 加减速过程中出现数据失真或峰值遗漏 | 瞬态工况下频率随转速快速变化,如果采样和分析窗口设置不合理,可能无法准确捕捉短时异常响应。 | 根据转速变化速度设置合适的数据采样和分析参数,保存完整瞬态信号,并结合时频或阶次分析进行确认。 |
测试流程
电驱动系统NVH测试通常以台架安装和工况标定为基础,通过稳态及瞬态运行获取声振数据,再利用频谱、阶次及时域分析评价不同运行条件下的NVH表现。
- 检测准备:确认电驱动系统型号、测试目的、转速及扭矩范围、测量指标和适用技术要求,检查测试台架及采集系统。
- 样品确认:检查电机、减速器及相关连接部件状态,确认润滑、冷却和安装条件符合项目要求。
- 台架安装:按照规定安装方式将电驱动系统固定在测试台架上,确认输入、输出连接以及安装边界条件。
- 测量系统布置:在规定位置安装麦克风、加速度传感器及转速、扭矩等测量通道,检查信号连接和同步状态。
- 工况标定:按照测试要求设定转速、扭矩、负载及运行模式,确认台架实际输出达到目标工况。
- 稳态测试:在规定转速和扭矩组合下稳定运行,采集声压、振动、转速和扭矩等数据。
- 瞬态测试:按照规定转速变化或负载变化条件进行升速、降速及加减载测试,记录全过程声振响应。
- 数据分析:对测试数据进行时域、频域和阶次分析,识别主要频率峰值及异常声振区域,并结合运行参数进行关联判断。
- 结果判定与报告:依据项目规定的评价指标和判定条件整理测试数据,形成包含测试工况、测点信息、分析结果及结论的检测报告。
检测价值
电驱动系统NVH测试能够在可控转速、扭矩和负载条件下获得完整的声振响应数据,用于评价驱动电机、减速器及电驱动总成在不同运行状态下的噪声和振动表现。通过频谱及阶次分析,可以将异常声振峰值与特定运行参数进行对应,为性能验证和异常现象确认提供数据依据。
在项目验收、供应链质量管理和批量产品质量控制中,可通过统一测试工况对不同样品进行声振数据比较,判断测试结果的一致性。对于异常问题复测,原始声振数据、转速及扭矩记录能够帮助明确异常发生的运行区域,并形成可追溯的检测报告。
关于德恺汽车配件检测
德恺汽车配件检测针对新能源汽车电驱动系统NVH测试开展驱动电机、减速器及电驱动总成的噪声、振动、阶次和声振关联测试,可根据产品结构和项目要求设置转速、扭矩、负载及加减速工况,布置声学、振动、转速和扭矩测量通道,对稳态及瞬态运行数据进行采集和分析,并输出相应检测报告,用于电驱动系统性能评价、项目验收及异常问题复测。
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