搭载行星减速器的纯电动客车声品质及主客观相关性研究

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纯电动客车可以搭载行星减速器以获得期望的传动比,以降低车辆系统对电机输出扭矩的要求,从而降低成本并提升产品的竞争力。但行星减速器具有复杂的振动噪声特性,且容易因制造装配过程中的误差和使用过程中的磨损导致不对中故障,从而引起复杂的调制边带。这些都会给纯电动客车的声品质产生复杂的影响。因此,有必要针对搭载行星减速器的纯电动客车,开展声品质研究,探究行星减速器等部件对声品质的影响,并提出改进措施。本文主要研究内容如下:(1)开展声品质主观评价试验研究。以主观烦躁度为评价指标,以搭载行星减速器的纯电动客车为研究对象,对标无行星减速器的纯电动客车,开展声品质主观评价试验,对比分析两客车在不同工况、不同位置下的声品质情况,并在所有声样本中选择若干个主观烦躁度值最大的声样本作为重点声样本供后续分析的开展。研究发现,搭载行星减速器的纯电动客车的声品质明显劣于无行星减速器的客车,并且车辆在高速工况下,车内后部与车内中部的声品质最差。(2)开展声信号客观分析研究。分析行星减速器在太阳轮平稳型故障下振动信号频谱特性,分析基于脉冲宽度调制的变频器供电下电机谐波成分,在此基础上,对客车动力总成特征频率进行归纳,并针对重点声样本开展频谱分析,探究重点声样本频谱分布特性。分析发现:客车声品质在中低频段主要受行星减速器的影响,在中高频段受驱动电机与变频器的影响。(3)开展声品质预测模型研究,提出一种基于倍频程的声品质预测模型。计算所有声样本的倍频程特征粗糙度与倍频程声压级,分别用以描述不同频带下声信号调制对人耳主观感受的影响与声信号的能量在频带上的分布情况。以倍频程特征粗糙度与声压级为输入,以主观烦躁度为输出,建立基于BP神经网络的声品质预测模型,并验证其准确性。基于该神经网络模型,计算“倍频程输入-主观烦躁度”的权重值并开展权重分析,研究对主观烦躁度影响较大的倍频程输入。(4)开展声品质主客观相关性研究。开展“倍频程输入-主观烦躁度”散点分析,基于散点分析结果对权重分析结果进行修正,并结合上文重点声样本频谱分布特性开展主客观相关性研究。可以发现,行星减速器的调制边带、驱动电机的电流频率相关成分以及变频器开关频率相关成分的存在导致声品质预测模型的权重在相应频带出现了较大值,并对声品质产生较大影响。此外,行星减速器引起的中低频段振动对车辆振动舒适性也有不利影响。据此,本文提出了针对声品质与中低频段振动的改进措施。
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