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技术巡猎 零跑 一种电驱总成的优化方法、电子设备和存储介质电动车的 NVH 问题

技术巡猎 零跑 一种电驱总成的优化方法、电子设备和存储介质电动车的 NVH 问题,很多时候不是加一层隔音棉就能解决掉的。电驱总成转得很快、扭矩变化很快,电机轴和减速器输入轴之间只要有细小偏差,就可能在连接处形成干涉、振动和噪声。用户听到的是某种电机啸叫或一阶调制噪声,工程上要回到轴线、变形、间隙和传动配合去找原因。

这份零跑相关专利处理的问题是这样的---理论上,驱动电机的电机轴和减速器输入轴应当同轴共线,电机轴通过轴颈部圆柱面配合定心,再通过花键啮合传递扭矩。但实际情况里,设计公差、配合间隙和载荷都会让两条轴心线出现倾斜,连接处就容易发生干涉,并带来一阶或一阶调制噪声。专利给出的办法,是先获取电驱总成三维模型,再做负载仿真,得到仿真后的模型。系统会确定电机轴第一轴心线和减速器输入轴第二轴心线之间的夹角值,然后根据这个夹角值,得到用于优化电机轴连接部的结果。这里的连接部包括轴颈部和花键部,它们一个关系到定心,一个关系到扭矩传递。

这个思路比较工程化。它并不等样件出来以后再听声音、然后慢慢修结构,而是在仿真阶段把轴承孔变形量、输入轴变形量、参考轴心线、第一偏移角、第二偏移角都放入计算里。夹角值出来后,再根据轴颈部长度尺寸得到径向方向的优化尺寸,或者根据花键部端面到中心点的距离、预设间隙,得到花键部轴向和径向优化尺寸。

用户其实不会关心轴颈部中心点,也不会关心花键和键槽的预设间隙。用户只会感觉车开起来有没有细碎高频噪声,电驱在某些速度或负载下会不会有突兀的振动。电动车越安静,电驱总成的小噪声越容易被放大,NVH 的问题也就越发不能靠后期去做遮盖。

一个趋势啊。电驱总成的优化,从“试出来”变成“算出来”。传统做法里,很多 NVH 问题要等样件、台架甚至实车阶段才充分暴露;这份专利把三维模型、负载仿真、轴承孔变形和输入轴变形提前放进设计流程,就是为了在尺寸设计阶段先把干涉风险降下来。越早发现轴线夹角带来的接触问题,后面改模、改轴、改装配工艺的代价越低。

对供应链也有很大意义。因为电机轴、减速器、轴承孔、花键部不是孤立零件,任何一个环节的公差和变形都会传到连接处。如果优化只看单个零件,很容易局部正确、总成失效。专利从总成仿真出发,再回到连接部尺寸优化,处理的是系统装配后的真实关系。

电驱 NVH 经常被归入“高级感”,但工程上它首先是机械配合问题。安静肯定不是单靠包裹隔音,而首先应该让会发声的地方少发声。轴线夹角的提前计算,连接部尺寸的提前修正,就是在源头上减少噪声产生条件。