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如何使用 HyperWorks 進行電驅動系統的 NVH 分析,幫助解決電動車噪音
2023.10.31

如何使用 HyperWorks 進行電驅動系統的 NVH 分析,幫助解決電動車噪音

純電動車輛由於缺少高背景噪音的掩蔽效應,路噪、風噪、異響、其他組件雜音等會顯得更加突出,同時電驅動系統產生的電磁激勵噪音也備受關注。

在 NVH 模擬領域,Altair 憑藉完善的求解器序列以及深厚的工程技術底蘊,形成了從零部件子系統到整車、從低頻到高頻、從多體動力學到統計能量法、從概念設計到整車系統、從結構模擬到控制模擬的 NVH 完整解決方案。

在電驅動系統 NVH 模擬方面,Altair 提供從電磁載荷提取到 NVH  性能模擬及最佳化的整體解決方案。借助 AItair HyperStudy 最佳化引擎,能夠全面掌握馬達 NVH 性能與電氣參數的關係,達到 NVH 與其他性能指標的平衡。

 

電驅動系統 NVH 分析項目與 HyperWorks 軟體模組

 

電驅動系統的 NVH 分析流程

基於 HyperWorks 的電驅動系統結構 NVH 模擬流程如下:

  1. 通過 FluxMotor/Flux 計算馬達電磁場並提取電磁力分佈載荷
  2. 使用 HyperMesh/SimLab 建立包含定子、轉子、殼體、齒輪傳動系的電驅動系統結構分析模型
  3. 完成電磁力載入和結構邊界條件設置 ( SimLab 中電磁力自動載入)
  4. 調用 OptiStruct 求解器,在 HyperView 中查看輻射噪音雲圖及結構變形動畫
  5. HyperGraph 中查看振動和噪音曲線

如下圖,我們在 FluxMotor 中快速建模並進行電磁力分析,接著輸出馬達模型至 Flux,在 Flux 中進行磁場計算及電磁力提取,再導入電磁力載荷,接著到 OptiStruct 中進行 NVH 分析後,即可查看 ERP 結果分析。

Optistruct 求解器支援結構 ERP (等效聲輻射功率)和輻射噪音輸出,並且支援這些回應的診斷資訊輸出:

  • 輻射噪音評價、等效聲輻射功率 (ERP)
  • 階次分析、力波分析
  • 模態貢獻量分析
  • 模態分析

 

三合一電驅動系統 NVH 分析最佳化案例

目前市面上大多數電驅馬達與齒輪箱、控制系統集成,對這種動力系統的 NVH 分析,需要考慮齒輪和傳動系統對結構回應的影響。如下圖,我們先在 Flux 中提取負載,再到 HyperWorks 中進行結構建模,接著在 OptiStruct  進行聲學分析,最後可得到 ERP 最佳化分析結果。

 
  1. 通過 SimLab 創建了齒輪結構網格模型,使用一定剛度的彈簧單元建立齒輪見的嚙合關係

  1. 通過 NVH Director 中的 Radiated Sound 模組對 ERP 進行貢獻量分析,判斷結構弱點

  1. 通過貢獻量分析發現主要噪音輻射能力出現在控制箱上,在驅動系統殼體上有少量貢獻,因此對模型進行以下參數最佳化:
  • 控制箱與馬達隔振剛度
  • 控制箱面板形貌
  • 控制箱尺寸 
  • 殼體材料、拓撲

最佳化結果顯示控制形貌和控制箱隔振對輻射噪音影響最大,與貢獻量分析中的結論一致。

 

想了解更多,歡迎聯絡我們。

安捷新科技股份有限公司 AgileSim Technology Corp.

  • 電話 : (02)2518-9060
  • 郵件 : info@agilesim.com.tw
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