1.3 主要研究内容

电动汽车作为新型清洁能源车辆，虽然减少了大气污染，但噪声污染依然较为明显，因此有必要对驱动电机对环境产生的噪声污染做进一步的研究。通过对电动汽车驱动电机进行性能试验，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和减少噪声污染，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。

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，具体内容包括以下几个方面：

1）系统研究声场的波动方程及其解、声能和声强、双传声器互谱声强测量原理、声强测量技术中的P-U测量法和P-P测量法。基于声强测量法进行电动汽车续流增磁直流驱动电机噪声试验，分析该驱动电机系统在低频、中频和高频情况下的噪声分布情况，为该驱动电机噪声分析和降低噪声提供理论基础。

2）研究传声器阵列理论，分析阵列信号的方向图；依据传统的波束成形理论，根据近场和远场的不同，分别研究基于远场和近场的波束成形算法；在延迟求和算法中，对于传声器阵列中各通道加权因子，提出基于输出能量最小原则的确定方法，提高阵列信号辨识的效果；设计传声器阵列形式，选择传声器类型和传声器间距，并依此设计制作传声器阵列，为电动汽车驱动电机系统的噪声阵列信号处理提供硬件基础。

3）将电动汽车驱动电机作为一个系统建立驱动电机声场模型，基于偏奇异值分析法和奇异值重置法对驱动电机声场模型求解。对声场分析程序功能进行分析，分别实现噪声声场信号的时域分析、频域分析和噪声声场重建，并集成为声阵列分析软件。同时为了提高操作的方便性和人机交互性，利用图形用户界面将所有功能合成，从而构成了声阵列分析的软件基础。

4）以纯电动汽车异步驱动电机系统为研究对象，对电动汽车驱动电机典型工况进行噪声试验，详细介绍该驱动电机在不同运行工况下噪声声场的时域分析、频域分析和声场重建，验证传声器阵列声场分析系统的有效性和快捷性。

5）电动汽车驱动电机系统测试主要在电机台架上进行，主要包括电动汽车电机系统的一般性参数测试、温升测试、输入/输出特性测试、安全性测试、环境适应性参数测试、可靠性测试以及电磁兼容测试。

6）对电动汽车驱动电机噪声进行分类，并提出降低各种噪声的措施，对电动汽车驱动电机噪声进行评价研究；基于声强的声功率测量不受环境影响的特点，提出体积声功率比、质量声功率比、功率声功率比和当量声功率比等评价指标，建立电动汽车驱动电机噪声评价指标体系。应用噪声评价指标体系对试验用的电动汽车续流增磁直流驱动电机和交流驱动电机进行噪声评价及对比研究。

7）电机系统的性能不仅涉及电气性能、动力性能、安全性能及可靠性等技术指标，而且涉及与整车匹配程度相关的效能指标。根据电机系统评价指标相互冲突、定性与定量并存的特点，分析了模糊多属性决策的适用性；利用累积的电机系统实测数据，制定了适合电机系统评价指标的隶属函数。电机系统类型不同，考核的侧重点也有所不同，混合动力汽车电机系统在不同工况下的效能指标也不相同，由此确立了电机系统综合性能的评价模型。