《電動汽車電機(jī)系統(tǒng)噪聲測試與評價(jià)-基于傳聲器陣列》全面闡述了電動汽車電機(jī)噪聲測試的科學(xué)基礎(chǔ)、關(guān)鍵技術(shù)與工程應(yīng)用等問題,是關(guān)于這一新興車輛產(chǎn)品技術(shù)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)專著,是作者團(tuán)隊(duì)對近10年來的研究成果進(jìn)行系統(tǒng)化整理的產(chǎn)物。
本書從多學(xué)科融合交叉的角度比較完整、系統(tǒng)地討論了電動汽車電機(jī)噪聲的理論基礎(chǔ)、系統(tǒng)架構(gòu)、陣列構(gòu)型、傳聲器陣列設(shè)計(jì)、聲陣列噪聲分析程序,研究了電動汽車電機(jī)測試內(nèi)容,對電動汽車典型電機(jī)進(jìn)行了噪聲試驗(yàn),建立了噪聲評價(jià)指標(biāo)體系。
【適讀人群】
本書適合汽車及相關(guān)行業(yè)的高校、科研院所和企業(yè)研發(fā)部門的師生和研究人員閱讀,也可供相關(guān)領(lǐng)域的工程技術(shù)人員參考。
【圖書特色】
1. 本書全面闡述了電動汽車電機(jī)噪聲測試的科學(xué)基礎(chǔ)、關(guān)鍵技術(shù)與工程應(yīng)用等問題,是關(guān)于這一新興車輛產(chǎn)品技術(shù)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)專著,是作者團(tuán)隊(duì)對近10年來的研究成果進(jìn)行系統(tǒng)化整理的產(chǎn)物。
2. 本書從多學(xué)科融合交叉的角度比較完整、系統(tǒng)地討論了電動汽車電機(jī)噪聲的理論基礎(chǔ)、系統(tǒng)架構(gòu)、陣列構(gòu)型、傳聲器陣列設(shè)計(jì)、聲陣列噪聲分析程序,研究了電動汽車電機(jī)測試內(nèi)容,對電動汽車典型電機(jī)進(jìn)行了噪聲試驗(yàn),建立了噪聲評價(jià)指標(biāo)體系。
3. 本書適合汽車及相關(guān)行業(yè)的高校、科研院所和企業(yè)研發(fā)部門的師生和研究人員閱讀,也可供相關(guān)領(lǐng)域的工程技術(shù)人員參考。
電動汽車具有清潔環(huán)保、高效利用多種能源等特點(diǎn),因而成為重要的新型綠色環(huán)保交通工具。作為新型清潔能源車輛,電動汽車減少了大氣污染,但噪聲污染仍然較為突出。在電動汽車驅(qū)動電機(jī)的性能試驗(yàn)過程中,發(fā)現(xiàn)驅(qū)動電機(jī)噪聲比較嚴(yán)重,尤其是在高轉(zhuǎn)速和高功率的時(shí)候。為了提高乘坐舒適性,減少噪聲污染,有必要對電動汽車驅(qū)動電機(jī)工作噪聲的測量做進(jìn)一步的研究工作。
噪聲測試一般需要在專門的消聲室或空曠的空間來進(jìn)行,并且需要具備噪聲測試設(shè)備和測量分析系統(tǒng)。電動汽車驅(qū)動電機(jī)的噪聲測試需要在測功機(jī)電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)測試臺架上進(jìn)行,由于其體積大,安裝困難等,所以很難建立在消聲室內(nèi);即便將臺架建立在消聲室內(nèi),如何聯(lián)結(jié)臺架和測功機(jī)才能減少或避免噪聲外泄也成為一大難題;另外,臺架運(yùn)行時(shí)的背景噪聲對驅(qū)動電機(jī)本身噪聲的影響也很難完全消除。因此,如何實(shí)現(xiàn)在普通實(shí)驗(yàn)室內(nèi)對電動汽車驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)的噪聲進(jìn)行快速測量、分析和評價(jià)研究非常必要。
本書綜合了研究團(tuán)隊(duì)近10年的成果,主要基于時(shí)域信號延遲-求和的波束成形陣列信號處理算法,建立傳聲器陣列聲場分析和聲源識別的方法;運(yùn)用這種方法自行設(shè)計(jì)傳聲器陣列聲場分析系統(tǒng)的部分硬件,開發(fā)傳聲器陣列聲場分析系統(tǒng)程序;利用設(shè)計(jì)的傳聲器陣列聲場分析系統(tǒng)對電動汽車驅(qū)動電機(jī)噪聲進(jìn)行試驗(yàn)分析并驗(yàn)證其有效性和快捷性;對電動汽車驅(qū)動電機(jī)噪聲進(jìn)行分類,并對電動汽車驅(qū)動電機(jī)噪聲進(jìn)行評價(jià)研究。實(shí)現(xiàn)在普通實(shí)驗(yàn)室條件下對電動汽車驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)的噪聲進(jìn)行快速測量、分析和評價(jià)的要求,具體內(nèi)容包括:基于聲強(qiáng)測量的電動汽車驅(qū)動電機(jī)噪聲研究、傳聲器陣列與陣列信號處理、驅(qū)動電機(jī)聲學(xué)模型及聲場分析程序、基于傳聲器陣列聲場分析、驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)測試研究、電動汽車電機(jī)噪聲特性及評價(jià)指標(biāo)、基于兼容度準(zhǔn)則的電動汽車電機(jī)系統(tǒng)綜合性能評價(jià)等內(nèi)容。
《電動汽車電機(jī)系統(tǒng)噪聲測試與評價(jià)-基于傳聲器陣列》的編寫得到了河北省教育廳項(xiàng)目(項(xiàng)目編號:ZD2020320)和河北省引進(jìn)留學(xué)人員項(xiàng)目(項(xiàng)目編號:C201815)的資助,本書在編寫過程中得到了有關(guān)單位和個(gè)人的幫助,在此向支持和關(guān)心作者研究工作的所有單位和個(gè)人表示衷心的感謝。書中部分內(nèi)容參考了有關(guān)單位和個(gè)人的研究成果,均已在參考文獻(xiàn)中列出,若有遺漏,還請諒解。在此一并致謝!
電動汽車技術(shù)近幾年發(fā)展迅速,由于作者水平有限,不當(dāng)與疏漏之處在所難免,懇請讀者提出寶貴意見。
前言
第1章緒論………1
1.1電動汽車驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用及噪聲研究現(xiàn)狀………1
1.1.1電動汽車驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀………2
1.1.2電動汽車驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)噪聲研究現(xiàn)狀………5
1.2噪聲測量技術(shù)進(jìn)展………9
1.2.1聲強(qiáng)測量法………9
1.2.2聲全息測量法………10
1.2.3聲陣列測量法………11
1.3主要研究內(nèi)容………12
第2章基于聲強(qiáng)測量的電動汽車驅(qū)動電機(jī)噪聲研究………14
2.1聲場的數(shù)學(xué)模型………14
2.2波動方程………15
2.3波動方程的解………16
2.3.1平面聲波………16
2.3.2球面聲波………17
2.4聲能與聲強(qiáng)………18
2.4.1聲能與聲強(qiáng)的定義………18
2.4.2有功聲強(qiáng)與無功聲強(qiáng)………19
2.5聲強(qiáng)測量技術(shù)………20
2.5.1P-U法………20
2.5.2P-P法………21
2.6基于聲強(qiáng)的直流驅(qū)動電機(jī)噪聲研究………22
2.6.1試驗(yàn)設(shè)備………22
2.6.2試驗(yàn)過程………23
2.6.3試驗(yàn)結(jié)果及分析………23
2.7本章小結(jié)………26
第3章傳聲器陣列與陣列信號處理………27
3.1傳聲器陣列理論基礎(chǔ)………27
3.1.1陣列的指向性………27
3.1.2陣列增益………28
3.1.3距離分辨力………28
3.1.4角分辨率………29
3.2陣列信號處理………30
3.2.1傳聲器陣列輸出信號的自相關(guān)函數(shù)、功率譜密度………30
3.2.2傳聲器信號的時(shí)域平均………30
3.2.3波束成形算法………32
3.2.4基于小能量準(zhǔn)則通道加權(quán)系數(shù)確定………36
3.3傳聲器陣列構(gòu)建………37
3.3.1傳聲器類型的選擇………37
3.3.2陣列結(jié)構(gòu)形式的選擇………38
3.3.3陣元間距和個(gè)數(shù)的確定………39
3.3.4陣列架固定調(diào)節(jié)裝置設(shè)計(jì)………40
3.3.5陣列所在平面與聲源發(fā)聲面距離的確定………40
3.4本章小結(jié)………41
第4章驅(qū)動電機(jī)聲學(xué)模型及聲場分析程序………42
4.1驅(qū)動電機(jī)噪聲系統(tǒng)的聲學(xué)模型………42
4.1.1驅(qū)動電機(jī)聲場模型建立………42
4.1.2驅(qū)動電機(jī)聲場模型求解………44
4.2聲場分析程序功能需求及計(jì)算步驟………45
4.2.1傳聲器陣列試驗(yàn)數(shù)據(jù)采樣………45
4.2.2功能分析………46
4.2.3計(jì)算流程………47
4.2.4程序編制………49
4.3本章小結(jié)………49
第5章基于傳聲器陣列聲場分析………51
5.1基于傳聲器陣列聲場分析系統(tǒng)試驗(yàn)………51
5.1.1試驗(yàn)設(shè)備………51
5.1.2典型工況試驗(yàn)過程及分析………53
5.1.3額定轉(zhuǎn)速不同轉(zhuǎn)矩工況………67
5.1.4額定轉(zhuǎn)矩不同轉(zhuǎn)速工況………68
5.2聲陣列噪聲對比研究………70
5.2.1試驗(yàn)設(shè)備………70
5.2.2對比試驗(yàn)過程及分析………70
5.3本章小結(jié)………83
第6章驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)測試研究………85
6.1整體試驗(yàn)準(zhǔn)備………86
6.2基于臺架的電機(jī)系統(tǒng)性能參數(shù)測試………88
6.2.1電機(jī)溫升測試………88
6.2.2工作電壓范圍測試………90
6.2.3電機(jī)系統(tǒng)輸入輸出特性測試………91
6.3電機(jī)系統(tǒng)安全性和環(huán)境適應(yīng)性測試………100
6.3.1安全性測試………100
6.3.2環(huán)境適應(yīng)性測試………102
6.4本章小結(jié)………107
第7章電動汽車電機(jī)噪聲特性及評價(jià)指標(biāo)………108
7.1電動汽車驅(qū)動電機(jī)噪聲特性及降低噪聲措施………108
7.1.1電磁噪聲………108
7.1.2機(jī)械噪聲………109
7.1.3空氣動力噪聲………110
7.1.4噪聲降低措施………110
7.2電動汽車驅(qū)動電機(jī)噪聲評價(jià)現(xiàn)狀………111
7.3電動汽車驅(qū)動電機(jī)噪聲評價(jià)指標(biāo)體系………111
7.3.1功率聲功率比………112
7.3.2質(zhì)量聲功率比………112
7.3.3體積聲功率比………113
7.3.4當(dāng)量聲功率比………113
7.4基于噪聲的電動汽車驅(qū)動電機(jī)故障診斷………114
7.4.1故障診斷噪聲試驗(yàn)設(shè)備………114
7.4.2電動汽車電機(jī)故障診斷分析………115
7.5本章小結(jié)………115
第8章基于兼容度準(zhǔn)則的電動汽車電機(jī)系統(tǒng)綜合性能評價(jià)………116
8.1電動汽車電機(jī)系統(tǒng)綜合性能評價(jià)指標(biāo)………116
8.2基于兼容度準(zhǔn)則的綜合性能評價(jià)方法………117
8.2.1決策模式的改進(jìn)………117
8.2.2基于兼容度準(zhǔn)則的評價(jià)方法………117
8.3電機(jī)系統(tǒng)綜合性能評價(jià)………118
8.4本章小結(jié)………120
參考文獻(xiàn)………121