[发明专利]一种基于仿真的电动汽车动力总成的NVH性能优化方法

权利要求书

1.一种基于仿真的电动汽车动力总成的NVH性能优化方法，其特征在于：该方法具体包括以下步骤：

步骤一、建立动力总成永磁同步电机的电磁模型，对电机转速进行参数化设置，获得各个转速下的径向电磁力；

步骤二、建立动力总成的外部壳体，对动力总成的固有模态进行分析；所述外部壳体包括电机定子、电机壳体、电机端盖、减速器壳体和减速器端盖5个部分；

步骤三、对步骤一和步骤二建立的电磁、结构模型进行耦合分析，获得动力总成壳体的振动响应；对振动响应结果进行处理后，输出动力总成壳体表面在各转速下的噪声瀑布图；

步骤四、将步骤三得到的动力总成表面振动作为激励源进行声辐射分析，以动力总成的质心为球心，建立半径为1m的空气球域，模拟噪声在空气中的传播，获得空气域表面辐射的噪声瀑布图；

步骤五、通过对步骤四得到的噪声瀑布图识别噪声分布情况以及各个转速下的声压级的大小，判断当前转子结构是否满足优化NVH性能的要求，满足则进行步骤六，不满足则返回步骤一，调整永磁同步电机转子结构，将改良后的转子结构导入新的电磁模型中；

调整永磁同步电机转子结构的方法为改良电机转子冲片的磁障孔形状以及在转子冲片的外轮廓处构造辅助圆弧槽；

步骤六、在动力总成表面等效噪声瀑布图中找到噪声较大的频率点，并对比动力总成的模态频率，找到频率相近或者相等的频率点，将此时发生形变最大的部分作为需要进行结构优化的部分，对该部分进行局部结构强化处理；使用结构优化后的动力总成模型返回步骤二，重新进行仿真，若改进的结构使得动力总成的NVH性能得到进一步改进，则完成优化，否则继续进行结构优化；

所述局部结构强化处理方法包括以减速器输出轴为轴心增加强筋、以减速器轴承座端盖为轴心增加强筋、增加壳体厚度、在轴承端盖和壳体增厚部分增加圆环内切圆三角形结构。

2.如权利要求1所述一种基于仿真的电动汽车动力总成的NVH性能优化方法，其特征在于：步骤一中对电机的电磁模型分析基于ANSYS EM建立；动力总成的固有模态分析、电磁、结构模型耦合分析以及声辐射分析均基于ANSYS Workbench建立。

3.如权利要求1所述一种基于仿真的电动汽车动力总成的NVH性能优化方法，其特征在于：步骤五中改良后的电机转子在中心处设置有圆形电机轴安装孔，安装孔的外侧设置有8个磁极，每个磁极由三块永磁体组成，呈双层分布；转子的磁障孔也为双层分布，其中靠近电机轴安装孔一侧的内层磁障孔为双“人”字形结构，与磁极的夹角M为113°；远离电机轴安装孔的为矩形的外层磁障孔；改变矩形外层磁障孔的内边缘与侧边缘的夹角N为145°，侧边缘的长度为3.5mm；使用末端带圆弧的线段连接侧边缘与外边缘，圆弧的半径为0.37mm；，连接侧边缘的圆弧圆心角为79°，连接外边缘的圆弧圆心角为91°；以转子圆心为中心点建立外切于圆形转子轮廓的正八边形，以该正八边形的顶点为圆心，构造半径为R为5.5mm的辅助圆与转子轮廓相叠加，去掉两者重叠的部分，获得转子冲片辅助圆弧槽。

4.如权利要求1所述一种基于仿真的电动汽车动力总成的NVH性能优化方法，其特征在于：步骤六中局部结构强化处理具体为以减速器输出轴为轴心均匀增加18根长度为58mm，宽为5mm的强筋，再以减速器轴承座端盖为轴心分别增加间隔为20°长为11.36mm宽为2mm的12根强筋和间隔20°长为12.56mm宽为2mm的17根强筋；其余部分增加2mm壳体厚度；并分别对两个轴承座端盖和壳体增厚部分增加高为3mm的圆环加内切圆三角形结构；靠近减速器轴的轴承座端盖圆环半径分别为25.3mm和31.6mm，三角形内切圆半径为12.6mm和15.8mm，另一轴承座端盖圆环半径分别为26.7mm和31.1mm，三角形内切圆半径为13.3mm和15.5mm，壳体增厚部分圆环半径分别为44.8mm和38.8mm，三角形内切圆半径为19.4mm和22.4mm。