电动汽车电机系统噪声测试与评价——基于传声器阵列_王再宙张春香宋强著_9787111685715

《电动汽车电机系统噪声测试与评价-基于传声器阵列》全面阐述了电动汽车电机噪声测试的科学基础、关键技术与工程应用等问题，是关于这一新兴车辆产品技术领域的学术专著，是作者团队对近10年来的研究成果进行系统化整理的产物。

本书从多学科融合交叉的角度比较完整、系统地讨论了电动汽车电机噪声的理论基础、系统架构、阵列构型、传声器阵列设计、声阵列噪声分析程序，研究了电动汽车电机测试内容，对电动汽车典型电机进行了噪声试验，建立了噪声评价指标体系。

电动汽车具有清洁环保、高效利用多种能源等特点，因而成为重要的新型绿色环保交通工具。作为新型清洁能源车辆，电动汽车减少了大气污染，但噪声污染仍然较为突出。在电动汽车驱动电机的性能试验过程中，发现驱动电机噪声比较严重，尤其是在高转速和高功率的时候。为了提高乘坐舒适性，减少噪声污染，有必要对电动汽车驱动电机工作噪声的测量做进一步的研究工作。
噪声测试一般需要在专门的消声室或空旷的空间来进行，并且需要具备噪声测试设备和测量分析系统。电动汽车驱动电机的噪声测试需要在测功机电机驱动系统测试台架上进行，由于其体积大，安装困难等，所以很难建立在消声室内；即便将台架建立在消声室内，如何联结台架和测功机才能减少或避免噪声外泄也成为一大难题；另外，台架运行时的背景噪声对驱动电机本身噪声的影响也很难完全消除。因此，如何实现在普通实验室内对电动汽车驱动电机系统的噪声进行快速测量、分析和评价研究非常必要。
本书综合了研究团队近10年的成果，主要基于时域信号延迟-求和的波束成形阵列信号处理算法，建立传声器阵列声场分析和声源识别的方法；运用这种方法自行设计传声器阵列声场分析系统的部分硬件，开发传声器阵列声场分析系统程序；利用设计的传声器阵列声场分析系统对电动汽车驱动电机噪声进行试验分析并验证其有效性和快捷性；对电动汽车驱动电机噪声进行分类，并对电动汽车驱动电机噪声进行评价研究。实现在普通实验室条件下对电动汽车驱动电机系统的噪声进行快速测量、分析和评价的要求，具体内容包括：基于声强测量的电动汽车驱动电机噪声研究、传声器阵列与阵列信号处理、驱动电机声学模型及声场分析程序、基于传声器阵列声场分析、驱动电机系统测试研究、电动汽车电机噪声特性及评价指标、基于兼容度准则的电动汽车电机系统综合性能评价等内容。
《电动汽车电机系统噪声测试与评价-基于传声器阵列》的编写得到了河北省教育厅项目（项目编号：ZD2020320）和河北省引进留学人员项目（项目编号：C201815）的资助，本书在编写过程中得到了有关单位和个人的帮助，在此向支持和关心作者研究工作的所有单位和个人表示衷心的感谢。书中部分内容参考了有关单位和个人的研究成果，均已在参考文献中列出，若有遗漏，还请谅解。在此一并致谢！
电动汽车技术近几年发展迅速，由于作者水平有限，不当与疏漏之处在所难免，恳请读者提出宝贵意见。

前言

第1章绪论………1
1.1电动汽车驱动电机系统应用及噪声研究现状………1
1.1.1电动汽车驱动电机系统应用现状………2
1.1.2电动汽车驱动电机系统噪声研究现状………5
1.2噪声测量技术进展………9
1.2.1声强测量法………9
1.2.2声全息测量法………10
1.2.3声阵列测量法………11
1.3主要研究内容………12

第2章基于声强测量的电动汽车驱动电机噪声研究………14
2.1声场的数学模型………14
2.2波动方程………15
2.3波动方程的解………16
2.3.1平面声波………16
2.3.2球面声波………17
2.4声能与声强………18
2.4.1声能与声强的定义………18
2.4.2有功声强与无功声强………19
2.5声强测量技术………20
2.5.1P-U法………20
2.5.2P-P法………21
2.6基于声强的直流驱动电机噪声研究………22
2.6.1试验设备………22
2.6.2试验过程………23
2.6.3试验结果及分析………23
2.7本章小结………26

第3章传声器阵列与阵列信号处理………27
3.1传声器阵列理论基础………27
3.1.1阵列的指向性………27
3.1.2阵列增益………28
3.1.3距离分辨力………28
3.1.4角分辨率………29
3.2阵列信号处理………30
3.2.1传声器阵列输出信号的自相关函数、功率谱密度………30
3.2.2传声器信号的时域平均………30
3.2.3波束成形算法………32
3.2.4基于小能量准则通道加权系数确定………36
3.3传声器阵列构建………37
3.3.1传声器类型的选择………37
3.3.2阵列结构形式的选择………38
3.3.3阵元间距和个数的确定………39
3.3.4阵列架固定调节装置设计………40
3.3.5阵列所在平面与声源发声面距离的确定………40
3.4本章小结………41

第4章驱动电机声学模型及声场分析程序………42
4.1驱动电机噪声系统的声学模型………42
4.1.1驱动电机声场模型建立………42
4.1.2驱动电机声场模型求解………44
4.2声场分析程序功能需求及计算步骤………45
4.2.1传声器阵列试验数据采样………45
4.2.2功能分析………46
4.2.3计算流程………47
4.2.4程序编制………49
4.3本章小结………49

第5章基于传声器阵列声场分析………51
5.1基于传声器阵列声场分析系统试验………51
5.1.1试验设备………51
5.1.2典型工况试验过程及分析………53
5.1.3额定转速不同转矩工况………67
5.1.4额定转矩不同转速工况………68
5.2声阵列噪声对比研究………70
5.2.1试验设备………70
5.2.2对比试验过程及分析………70
5.3本章小结………83

第6章驱动电机系统测试研究………85
6.1整体试验准备………86
6.2基于台架的电机系统性能参数测试………88
6.2.1电机温升测试………88
6.2.2工作电压范围测试………90
6.2.3电机系统输入输出特性测试………91
6.3电机系统安全性和环境适应性测试………100
6.3.1安全性测试………100
6.3.2环境适应性测试………102
6.4本章小结………107

第7章电动汽车电机噪声特性及评价指标………108
7.1电动汽车驱动电机噪声特性及降低噪声措施………108
7.1.1电磁噪声………108
7.1.2机械噪声………109
7.1.3空气动力噪声………110
7.1.4噪声降低措施………110
7.2电动汽车驱动电机噪声评价现状………111
7.3电动汽车驱动电机噪声评价指标体系………111
7.3.1功率声功率比………112
7.3.2质量声功率比………112
7.3.3体积声功率比………113
7.3.4当量声功率比………113
7.4基于噪声的电动汽车驱动电机故障诊断………114
7.4.1故障诊断噪声试验设备………114
7.4.2电动汽车电机故障诊断分析………115
7.5本章小结………115

第8章基于兼容度准则的电动汽车电机系统综合性能评价………116
8.1电动汽车电机系统综合性能评价指标………116
8.2基于兼容度准则的综合性能评价方法………117
8.2.1决策模式的改进………117
8.2.2基于兼容度准则的评价方法………117
8.3电机系统综合性能评价………118
8.4本章小结………120

参考文献………121

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