一种电驱动系统动力学仿真分析方法技术方案

本发明专利技术属于电动车辆技术领域，公开了一种电驱动系统动力学仿真分析方法，包括计算齿轮副动态啮合刚度、齿轮副第i阶谐波的动态啮合力、系统第r阶的固有频率及模态振型；确定各激励下的较大的振动加速度响应所在谐波阶次；确定各激励下产生的较大的振动加速度响应所在的转速及电驱动系统所在的固有频率；对比分析占据主要应变能的部分；对比分析各共振峰所在的固有频率下系统ODS振型的共振位置及振幅大小，识别共振位置；识别占据主要辐射声功率的阶次及固有频率。本发明专利技术充分考虑模型的输入、输出以及分析流程，提高轴齿性能仿真模型精度、系统集成度、提高计算效率以及计算分析结果准确性。果准确性。果准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种电驱动系统动力学仿真分析方法


[0001]本专利技术涉及电动车辆
，尤其涉及一种电驱动系统动力学仿真分析方法。

技术介绍

[0002]在传统内燃机汽车中，发动机噪声较好的掩盖了齿轮传动系统的振动噪声，但在纯电动汽车中，由于发动机噪声掩蔽效应的缺失，使得电磁噪声及齿轮阶次噪声凸现。目前电驱动系统的高速驱动电机的转速普遍高达12000～18000r/min，预计在未来会进一步提高。高转速导致高频啸叫，而且电驱动系统的动态响应频率进一步提高至2～5kHz，该频率在人耳的敏感频率范围之内，严重影响了汽车的乘坐舒适性。随着纯电动汽车电驱动系统的发展，高速化、集成化传动系统中存在的NVH问题更加复杂。
[0003]电驱动系统在多个振动激励源作用下形成了复杂动态响应，然而，目前模型输入的振动激励源考虑得不够全面、输出的结构振动考虑得不够全面以及分析流程不全面，导致了轴齿性能仿真模型精度不高、系统集成度不高、计算效率低以及计算分析结果不够准确等问题。
[0004]因此，亟需一种电驱动系统动力学仿真分析方法，以解决上述存在的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种电驱动系统动力学仿真分析方法，充分考虑模型的输入、输出以及分析流程，提高轴齿性能仿真模型精度、系统集成度、提高计算效率以及计算分析结果准确性。
[0006]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]一种电驱动系统动力学仿真分析方法，包括：
[0008]计算齿轮副动态啮合刚度；<br/>[0009]基于齿轮副动态啮合刚度，计算齿轮副第i阶谐波的动态啮合力；
[0010]计算系统第r阶的固有频率及模态振型；
[0011]基于齿轮副动态啮合刚度、齿轮副动态啮合力分析及系统固有频率及模态振型，计算关注工况下各激励在动力学模型壳体轴承支撑座处的振动加速度响应，拟合并对比分析噪声瀑布图，确定各激励下的较大的振动加速度响应所在谐波阶次；
[0012]基于各激励下的较大的振动加速度响应所在谐波阶次的分析结果，计算响应激励所引起的壳体轴承座支撑处的振动加速度响应切片，拟合并对比分析各激励振动加速度响应切片的峰值大小，确定各激励下产生的较大的振动加速度响应所在的转速及电驱动系统所在的固有频率；
[0013]基于各激励下产生的较大的振动加速度响应所在的转速及电驱动系统所在的固有频率，计算电驱动系统的应变能分布，对比分析占据主要应变能的部分；
[0014]计算电驱动系统阶次切片较大共振峰处的占据主要应变能的ODS振型，对比分析各共振峰所在的固有频率下系统ODS振型的共振位置及振幅大小，识别共振位置；
[0015]计算并拟合关注工况及各激励下的壳体辐射声功率曲线，对比分析各激励耦合下的各阶次的辐射声功率曲线峰值位置及峰值大小，识别占据主要辐射声功率的阶次及固有频率。
[0016]在一些可能的实施方式中，当计算齿轮副动态啮合刚度时，包括：
[0017]计算一级齿轮副啮合刚度；
[0018]计算二级齿轮副啮合刚度。
[0019]在一些可能的实施方式中，当计算齿轮副动态啮合力时，包括：
[0020]计算一级齿轮副动态啮合力；
[0021]计算二级齿轮副动态啮合力。
[0022]在一些可能的实施方式中，当计算系统固有频率及模态振型时，包括：
[0023]计算一级齿轮副传递误差激励下的模态振型；
[0024]计算二级齿轮副传递误差激励下的模态振型；
[0025]计算电机扭矩波动激励下的模态振型；
[0026]计算电机径向电磁力激励下的模态振型。
[0027]在一些可能的实施方式中，当计算关注工况下各激励在动力学模型壳体轴承支撑座处的振动加速度响应时，各激励包括：
[0028]一级齿轮副啮合的第一阶、第二阶和第三阶谐波、以及二级齿轮副啮合的第一阶、第二阶和第三阶谐波；
[0029]由电机扭矩波动激励引起的电机八阶、二十四阶和四十八阶谐波；
[0030]由电机径向电磁力激励引起的电机八阶、二十四阶和四十八阶谐波。
[0031]在一些可能的实施方式中，当计算响应激励所引起的壳体轴承座支撑处的振动加速度响应切片时，各激励包括：
[0032]一级齿轮副啮合的第一阶、第二阶和第三阶谐波、以及二级齿轮副啮合的第一阶、第二阶和第三阶谐波；
[0033]由电机扭矩波动激励引起的电机八阶、二十四阶和四十八阶谐波；
[0034]由电机径向电磁力激励引起的电机八阶、二十四阶和四十八阶谐波。
[0035]在一些可能的实施方式中，当计算电驱动系统的应变能分布时，包括：
[0036]壳体系统的应变能分布；
[0037]轴齿系统的应变能分布。
[0038]在一些可能的实施方式中，当识别共振位置时，包括：
[0039]识别壳体系统或轴齿系统的共振位置。
[0040]在一些可能的实施方式中，当计算并拟合关注工况及各激励下的壳体辐射声功率曲线时，各激励包括：
[0041]一级齿轮副啮合的第一阶、第二阶和第三阶谐波、以及二级齿轮副啮合的第一阶、第二阶和第三阶谐波；
[0042]由电机扭矩波动激励引起的电机八阶、二十四阶和四十八阶谐波；
[0043]由电机径向电磁力激励引起的电机八阶、二十四阶和四十八阶谐波。
[0044]在一些可能的实施方式中，当识别占据主要辐射声功率的阶次及固有频率之后，还包括：
[0045]对比在相同工况下的辐射声功率仿真结果与实验结果，对比内容包括：阶次曲线随转速的整体变化趋势、阶次曲线的峰值位置转速、阶次曲线峰值位置分贝值；
[0046]通过标定系统各模态阻尼系数使得壳体辐射声功率仿真结果与实验结果一致。
[0047]本专利技术的有益效果：
[0048]本专利技术提供的一种电驱动系统动力学仿真分析方法，通过计算齿轮副动态啮合刚度、齿轮副谐波动态啮合力、系统固有频率及模态振型，充分考虑了电机和齿轮传递误差等多个激励源下的对电驱动系统的影响，使模型输入的振动激励源考虑得够全面。通过依次对各种激励下噪声瀑布图分析、关注阶次的振动加速度切片分析、电驱系统应变能分析、在阶次切片共振峰处的ODS振型分析、壳体辐射声功率分析，充分考虑了结构振动的输出以及按分析步骤进行全面的流程分析，从而提高了轴齿性能仿真模型精度、系统集成度、提高计算效率以及计算分析结果准确性，整个建模及分析过程具有较强的通用性，可以广泛地应用于电驱动系统的动力学分析中。
附图说明
[0049]图1是本专利技术的具体实施方式提供的电驱动系统动力学仿真分析方法的流程图。
具体实施方式
[0050]为使本专利技术解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施例的技术方案做进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电驱动系统动力学仿真分析方法，其特征在于，包括：计算齿轮副动态啮合刚度；基于齿轮副动态啮合刚度，计算齿轮副第i阶谐波的动态啮合力；计算系统第r阶的固有频率及模态振型；基于齿轮副动态啮合刚度、齿轮副动态啮合力分析及系统固有频率及模态振型，计算关注工况下各激励在动力学模型壳体轴承支撑座处的振动加速度响应，拟合并对比分析噪声瀑布图，确定各激励下的较大的振动加速度响应所在谐波阶次；基于各激励下的较大的振动加速度响应所在谐波阶次的分析结果，计算响应激励所引起的壳体轴承座支撑处的振动加速度响应切片，拟合并对比分析各激励振动加速度响应切片的峰值大小，确定各激励下产生的较大的振动加速度响应所在的转速及电驱动系统所在的固有频率；基于各激励下产生的较大的振动加速度响应所在的转速及电驱动系统所在的固有频率，计算电驱动系统的应变能分布，对比分析占据主要应变能的部分；计算电驱动系统阶次切片较大共振峰处的占据主要应变能的ODS振型，对比分析各共振峰所在的固有频率下系统ODS振型的共振位置及振幅大小，识别共振位置；计算并拟合关注工况及各激励下的壳体辐射声功率曲线，对比分析各激励耦合下的各阶次的辐射声功率曲线峰值位置及峰值大小，识别占据主要辐射声功率的阶次及固有频率。2.根据权利要求1所述的电驱动系统动力学仿真分析方法，其特征在于，当计算齿轮副动态啮合刚度时，包括：计算一级齿轮副啮合刚度；计算二级齿轮副啮合刚度。3.根据权利要求2所述的电驱动系统动力学仿真分析方法，其特征在于，当计算齿轮副动态啮合力时，包括：计算一级齿轮副动态啮合力；计算二级齿轮副动态啮合力。4.根据权利要求1所述的电驱动系统动力学仿真分析方法，其特征在于，当计算系统固有频率及模态振型时，包括：计算一级齿轮副传递误差激励下的模态振型；计算二级齿轮副传递误差激励下的模态振型；计算电机扭矩波动激励下的模态振型；计算电机径向电磁力激励下的模态振型。5.根据权利要求1所述的电驱动系统动力学仿真分析方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：于博瑞，白学斌，郭相坤，金子嵛，张鹏，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：