纯电动客车传动系统异响分析及控制

葛 敏， 石 魏， 彭再武， 罗宏亮， 熊琦玮， 张展展

(1.中车时代电动汽车股份有限公司， 湖南 株洲 412000； 2.长沙中车智驭新能源科技有限公司， 长沙 410000；3．湖南工业大学 机械工程学院， 湖南 株洲 412000)

某款纯电动客车在加速至20 km/h左右时车内出现“嗡嗡”异响，引起客户抱怨[1-2]，初步怀疑为传动系统发出。本文对该款纯电动客车传动系统的异响问题进行分析，找出异响部件，制定相应的控制方法，效果良好。

1 异响部件排查

图1为该纯电动客车传动系统示意图。针对异响问题，对异响车进行测试评价，同时找一辆噪声表现良好的车进行对比分析。对传动系统的4个主要部件进行替换排查，再进行整车试验，由专业NVH工程师与客户一起对整车车内噪声进行主观评价[3-4]。排查流程见表1。

试验在纵坡不大于1%的干燥沥青路面进行，路面等级为GB/T 7031—2005规定的A级，风速小于5 m/s。测试时，关闭车窗和空调等电器件[5-6]，测试工况为0～60 km/h全油门加速。

表1 测试排查表

图1 传动系统示意图

通过以上排查得知，异响是随着原异响车的减速箱调换而变动，故把异响的来源锁定为减速箱。

2 测试分析及下线标准制定

2.1 整车测试分析

分别在异响车和良好车的后部座椅处布置一个声压计进行整车测试。测试工况及条件与第1部分相同,声压采用A计权。

试验车采集的噪声数据，通过软件数据处理，以传动轴转速为基准，生成的噪声colormap图如图2所示[7-8]。图中传动轴转速614 r/min对应车速20 km/h。通过对比可知，(a)、(b)两图在80阶附近有明显差异，异响车的第80阶噪声能量相对于良好车更加明显。

(a) 异响车噪声colormap图

分别进行第80阶次切片，对比各自总体噪声，如图3所示。可以通过阶次线跟总体噪声的距离来评价该阶次对总体噪声的贡献。当阶次线距离总体线最近时，异响车：Overall-第80阶噪声=82.58-75.35=7.23 dB(A)；良好车：Overall-第80阶噪声=77.23-62.89= 14.34 dB(A)。

(b)良好车车内噪声第80阶切片图

噪声差值的大小，可以直接反映某时刻下阶次能量的大小。若阶次本身噪声差值大，则代表该阶次在整体噪声中不突兀、增长较为线性，不易被人察觉。由此可知，对比良好车，异响车的第80阶噪声对总体噪声贡献更大。

2.2 台架测试分析

将两辆测试车的减速箱拆下，进行减速箱的台架测试。其中对拖电机为6对极，72槽。测试工况：传动轴600 r/min，扭矩1 400 N·m；声压计距离传动轴0.5 m。

台架测试减速箱的噪声colormap图如图4所示。对比(a)、(b)两图可知，异响箱的第80阶噪声更加突出，而良好箱第80阶噪声并不明显。其中，72阶为对拖电机阶次[9]。

(a) 异响箱噪声colormap图

(b) 良好箱噪声colormap图

同样对台架噪声分别进行第80阶次切片，对比各自总体噪声，如图5所示。同样对比第80阶与总体噪声的最小差值，异响箱：Overall-第80阶噪声=83.88-76.91=6.97 dB(A)；良好箱：Overall-第80阶噪声=81.22-65.02=16.2 dB(A)。

(a) 异响箱噪声80阶切片图

(b) 良好箱噪声80阶切片图

2.3 下线标准制定

相同测试条件及工况下，再抽取3辆整车噪声表现良好的减速箱和3辆整车噪声表现较差的异响减速箱进行测试，并将第一次测试的结果汇总，测试结果见表2。

表2 减速箱噪声测试结果 dB(A)

该工况下，良好箱和异响箱总体噪声-第80阶噪声均值分别是16.37 dB(A)和6.57 dB(A)，取两者中值(约为11.5 dB(A))作为台架下线测试阈值，即前述差值≥该阈值为合格，反之则为不合格。

采用总体噪声-第80阶噪声最小差值作为下线测试标准，主要侧重对单个阶次噪声的考察，同时可以兼顾总体噪声。如采用单个阶次噪声作为评价依据，则需收集大量数据，制定每个转速对应的阈值，评价效率相对较低。

3 结束语

本文将总体噪声-第80阶噪声的差值11.5 dB(A)作为减速箱下线检测标准的阈值。使用该标准阈值后，市场再无反馈20 km/h异响故障，异响问题得到了有效解决。