某新能源车电驱总成噪声优化：让安静出行成为可能
一、问题的发现：刺耳噪声的困扰
在对某款新能源车进行测试时，我们发现其电驱总成在起步、加速和减速过程中会产生较大的刺耳噪声，主观评价仅为 5.75 分，显然无法达到消费者的期望。经过详细的测试和分析，我们发现噪声主要来源于以下几个方面：
电机电磁噪声：电机的 24 阶和 48 阶振动及电磁噪声较大，尤其在起步阶段更为明显。
减速器齿轮啸叫：减速器 1 级传动齿轮啮合阶次 27 阶和其倍频 54 阶声压级超出目标。
电控开关高频噪声：电控的 IGBT 开关高频噪声通过电控上盖板辐射明显。
这些噪声不仅影响了驾驶的舒适性，也对车辆的整体品质造成了负面影响。于是，一场针对电驱总成噪声的优化战役就此展开。
二、优化的策略：多管齐下，逐个击破
（一）结构壳体加强：筑牢噪声的防线
我们首先从电驱总成的壳体入手，对其进行了加强设计。通过在电机端盖、圆柱壳体、减速器壳体加筋，以及在电机和减速器轴承座处和悬置安装点加强刚度，有效减弱了电驱总成的表面振动及辐射噪声。经过 CAE 优化后的减速器壳体，其模态和轴承、悬置安装点处动刚度得到了显著提升。在纯电全油门加速工况下，车内噪声在 700~1400 Hz 频段内整体改善非常明显，主要改善的阶次为 24 阶、27 阶，对应的转速段在 2000~3000 r/min；48 阶噪声在 1000~2000 r/min 转速段有明显改善；81 阶噪声在 3500~4500 r/min 转速段有明显改善。
图1 某新能源车减速器壳体加强方案
图2 某新能源车减速器壳体加强前后车内噪声频谱
（二）电机斜极设计：降低振动的“秘诀”
接下来，我们对电机进行了斜极设计。定子斜槽或转子斜极可以使径向力沿电机长度方向出现相位移，从而降低平均径向力，减小电机振动和噪声。经过 4 段式斜极优化设计后，纯电加速工况下，车内 48 阶噪声和电驱总成 48 阶振动都有了明显的改善。
图 3 某新能源车电机斜极优化前后车内 48 阶噪声对比
图 4 某新能源车电机转子斜极优化前后电驱 48 阶振动对比
（三）齿轮改进：优化啮合，降低啸叫
针对减速器 27 阶啸叫问题，我们对齿轮进行了修形，使其接触斑更合理，同时为齿轮轮辐增加了减重孔。优化后，27 阶啸叫改善整体均超过 10 dB；54 阶噪声在 3000 r/min 以上转速段改善明显（约 4~6 dB）。齿轮修形需要兼顾不同工况和阶次优化，尽量改善多数工况啸叫，且不能使某一工况或阶次大幅恶化。
图 5 某新能源车带挡滑行车内噪声频谱
图 6 某新能源车 27 阶噪声改进情况
（四）控制策略优化：从源头减少噪声
1. 电控载波频率提升
电机控制器的噪声主要来自于 IGBT 开关频率。我们通过提高开关的基频，降低了振动速度和辐射噪声。例如，将某电控载波频率从 7300 Hz 提高到 8000 Hz 时，噪声明显降低，主观感受也得到了改善。此外，还有行业专家提出用随机化的 PWM 开关策略来替代离散的方式，使离散的阶次噪声变成宽带噪声，降低幅值和纯声成分。
图 7 某新能源车电控噪声 Colormap 图
2. 优化起步加载扭矩
在纯电模式起步阶段，电驱总成“呜呜”声较明显，主要贡献为电机 24 阶和 48 阶噪声。通过试验发现，电机起步噪声随扭矩加载速率的降低而减小，但同时会降低整车的动力性。综合考虑后，我们将原加载速率由 360 N·m/s 降低到 194 N·m/s，噪声改善明显，且对动力性影响可接受。
图 8 某新能源车加载速率车内噪声频谱图
（五）传递路径优化：阻断噪声的传播
传递路径优化主要是从电驱总成的悬置隔振率、悬置支架动刚度、副车架模态等方面进行提升，降低通过结构传递到车内的振动噪声。通过 CAE 分析，我们识别出前悬置被动端动刚度较低、隔振率差，主要是由于悬置支架及副车架前横梁模态较低导致。通过对结构进行加强，提升刚度及模态，最终使中低频噪声传递有所改善。
图 9 某新能源车前悬置被动端支架动刚度曲线
（六）声学包裹方案：最后一道防线
最后，我们为电驱总成增加了声学包裹，以阻隔噪声传递到车内。增加声学包裹后，各主要阶次噪声都有降低，其中高频范围内最大降幅达到 8 dB，总噪声降低约 3 dB。当然，增加声学包裹也需要考虑成本、散热和可靠性等问题。
图 10 某新能源车电驱总成声学包裹
图 11 某新能源车电驱总成加包裹前后车内噪声对比
三、优化的成果：显著降噪，品质提升
经过这一系列的优化措施，电驱总成的噪声问题得到了显著改善。24 阶噪声降低了 8 dB，48 阶噪声降低了 5 dB；减速器 27 阶啸叫降低了 10 dB；电控噪声基本听不到。整体上电驱总成主观评价提升到了 6.75 分，仅在起步阶段有轻微“呜呜”声。在竞品对标中，此电驱系统的 NVH 性能处于领先水平。
四、总结与展望
通过这次对某新能源车电驱总成噪声的优化，我们不仅解决了实际问题，还积累了宝贵的经验。未来，随着新能源汽车技术的不断发展，我们相信会有更多创新的解决方案来提升车辆的 NVH 品质，让安静出行成为每一位消费者的美好体验。
参考文献：《某新能源车电驱总成噪声优化》
作者：赵敏 川蜀东 李杰
