電動汽車振動和噪聲問題

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降噪減振技術(shù):電動的振動和具有自身特點，目前處于研究的初始階段。按照系統(tǒng)工程的觀點，論文首先闡述電動相對于傳統(tǒng)內(nèi)燃機在動力系統(tǒng)方面的變化，以及由此引起的整車結(jié)構(gòu)和相關(guān)系統(tǒng)的變化。在此基礎(chǔ)上，從振動源、源和傳遞途徑的角度分析電動汽車振動和現(xiàn)象具有的特點，總結(jié)純電動汽車、混合動力汽車和燃料電池汽車的振動和噪聲控制需要面對的共性和特殊關(guān)鍵技術(shù)問題，以及利用電動汽車的特點解決振動和噪聲問題的工作方向。

1 引言

節(jié)能、環(huán)保和安全成為當代汽車發(fā)展的主題。安全和的巨大挑戰(zhàn)使得汽車和動力轉(zhuǎn)型成為重要的發(fā)展趨勢。因此，電動汽車的發(fā)展受到全世界的重視，并日益成為技術(shù)競爭的焦點。目前，電動汽車研究開發(fā)的重點是動力系統(tǒng)的集成和控制，以及動力系統(tǒng)關(guān)鍵部件的開發(fā)，對于其振動和噪聲的研究尚未引起重視。因為通常人們認為電動汽車具有明顯的振動和噪聲技術(shù)優(yōu)勢。但是，目前處于開發(fā)階段的電動汽車的噪聲水平與商業(yè)化的汽油車和柴油車相比并不具有優(yōu)勢。圖1所示為歷次必比登新汽車挑戰(zhàn)賽上參賽的各種動力型式汽車的車外PASSBY噪聲的測試對比結(jié)果充分證明了這一點。另外，噪聲水平低已經(jīng)不再是汽車噪聲控制的重點，重點是在降低噪聲水平的前提下改善聲學品質(zhì)。

由于汽車的振動和噪聲問題具有強烈的系統(tǒng)依賴性、時間依賴性以及耦合關(guān)聯(lián)性，如果能夠在設(shè)計開發(fā)的早期就進行系統(tǒng)設(shè)計與控制，則能夠達到良好的聲振效果，才能避免成本更高、耗時更長而效果有限的生產(chǎn)后的整改。目前，有關(guān)電動汽車振動和噪聲研究的公開文獻很少。文獻【2】對混合動力汽車和燃料電池汽車的噪聲和振動問題進行了非常簡要的闡述，這充分表明該領(lǐng)域的研究基本處于空白狀態(tài)，或者處于嚴格技術(shù)保密階段。

鑒于此，本文將按照系統(tǒng)工程的觀點，首先闡述電動汽車相對于傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車在動力系統(tǒng)方面的變化，以及由此引起的整車結(jié)構(gòu)和相關(guān)系統(tǒng)的變化。在此基礎(chǔ)上，從振動源、噪聲源和傳遞途徑的角度分析電動汽車振動和噪聲現(xiàn)象具有的特點，總結(jié)純電動汽車、混合動力汽車和燃料電池汽車的振動和噪聲控制需要面對的共性和特殊關(guān)鍵技術(shù)問題，最后進一步提出了充分利用電動汽車的特點解決其振動和噪聲問題的工作方向。

2 電動汽車振動和噪聲現(xiàn)象的特點

電動汽車，無論是純電動汽車、混合動力汽車還是燃料電池汽車，與傳統(tǒng)的內(nèi)燃機動力汽車相比，整車結(jié)構(gòu)發(fā)生巨大變化。主要包括：

（1）動力系統(tǒng)

動力系統(tǒng)的變化主要包括：（1）動力輸出裝置的電動化。純電動汽車和燃料電池汽車利用電機驅(qū)動，混合動力汽車采用內(nèi)燃機和電機聯(lián)合驅(qū)動；（2）新增電能儲存系統(tǒng)或者電能轉(zhuǎn)化系統(tǒng)。燃料電池汽車通過燃料電池發(fā)動機的電化學反應(yīng)產(chǎn)生電能，純電動汽車需要能量型的動力蓄電池或者超級電容作為電能供應(yīng)系統(tǒng)；（3）燃料儲存系統(tǒng)或者能量補充系統(tǒng)的改變。（4）傳動裝置的改變。純電動和燃料電池汽車利用電機轉(zhuǎn)速范圍寬和調(diào)速方便的特點簡化傳動系統(tǒng)，采用單一傳動比的減速器；混合動力汽車要通過功率耦合和分離裝置實現(xiàn)動力耦合，傳動系統(tǒng)復(fù)雜化。