Die akustische Qualität eines Produkts ist ein wichtiges Kriterium für die Kaufentscheidung. Bedingt durch den zunehmenden Marktanteil von (teil-)elektrischen Fahrzeugen rücken verstärkt Fragen bezüglich der Geräuschentstehung in elektrifizierten Antriebssträngen in den Vordergrund. Dieser Beitrag geht auf die Messung und Interpretation von auf den elektrischen Antriebsstrang zurückzuführenden Geräuschen ein. Aufgrund des Wegfalls des Geräuschanteils der Verbrennungskraftmaschine (VKM) in Elektrofahrzeugen sinkt das Geräuschniveau erheblich. Dadurch rücken vorher nicht wahrgenommene Geräuschquellen wie Nebenaggregate, aber auch der elektrische Antriebsstrang, in den Fokus der Betrachtung. Die zweite Herausforderung ist die veränderte Anregung durch den Elektromotor (EM) im Vergleich zur VKM. Die Hauptordnungen der Anregung sind bei EM im Allgemeinen wesentlich höher als die Ordnungen einer VKM. Diese Kombination aus höheren angeregten Ordnungen und dem höheren Drehzahlbereich resultiert drittens in höheren angeregten Frequenzen und neuen akustischen Phänomenen, die nicht zuletzt durch die fehlende Maskierung der VKM in den Fokus der Kunden und folglich der Entwicklung rücken. Die Herausforderung hierbei ist der Transfer etablierter und die Entwicklung neuer Methoden für die akustische Simulation, Messung und Bewertung hochfrequenter Phänomene. Diese Herausforderungen werden im Beitrag anhand eines Beispiels verdeutlicht und näher untersucht. Neben den konventionellen Messmitteln zur Analyse der vibroakustischen Eigenschaften des Antriebsstrangs kommen mehrere speziell auf den Anwendungsfall angepasste Methoden zum Einsatz. Die Drehungleichförmigkeit der verlängerten Wellen sowie der Seitenwellen wird mit einem Rotationsvibrometer gemessen. Eine weitere Methode zur Messung der Drehungleichförmigkeit ist der Abgriff und die Auswertung der amplitudenmodulierten Resolversignale des EM. Die entwickelte Methode basiert auf einer Amplitudendemodulation des Sinus- und Cosinussignals mit der Trägerfrequenz und einer anschließenden Berechnung der Winkelgeschwindigkeit mithilfe trigonometrischer Identitäten und Koordinatentransformationen. Des Weiteren werden jeweils zwei Phasen der Spannungen und Ströme auf der AC-Seite des Inverters abgegriffen. Die Messung des Stroms erfolgt mit Strommesszangen und wird nach dem Durchlauf eines Operationsverstärkers mit dem Akustikmesssystem Aufgezeichnet. Ein weiteres eingesetztes Messsystem ist ein 3D-Scanning-Vibrometer. Auf Basis der Messergebnisse konnte das betrachtete akustische hochfrequente Phänomen auf die Drehungleichförmigkeit der Eingangswelle und der Zwischenwelle des Getriebes zurückgeführt werden. Die Drehungleichförmigkeit wird mit einem speziellen Aufbau mithilfe eines Rotationsvibrometers an der Getriebeeingangs-, Zwischen-, und Seitenwelle gemessen und mithilfe einer neu entwickelten Auswertung der Resolvermessgrößen validiert. Es zeigt sich eine hohe Kohärenz - auch mathematisch - zwischen dem akustischen Phänomen im Fernfeld und der gemessenen Drehungleichförmigkeit.


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    Title :

    Messung und Interpretation der Wirkkette eines akustischen Phänomens im Antriebsstrang eines Elektrofahrzeugs


    Contributors:

    Published in:

    Publication date :

    2014


    Size :

    8 Seiten, 9 Bilder, 6 Quellen



    Type of media :

    Article (Journal)


    Type of material :

    Print


    Language :

    German





    Messung und Interpretation der Wirkkette eines akustischen Phaenomens im Antriebsstrang eines Elektrofahrzeugs

    Albers,A. / Fischer,J. / Behrendt,M. et al. | Automotive engineering | 2014


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