Forschungsberichte

E-MOTIVE NVH-Simulationsmodell

FVA 682 I, IGF-Nr. 17453 N/1

Abgeschlossen: Modellbildung zur NVH Simulation eines E-MOTIVE Antriebsstrangs

Die akustischen Eigenschaften von Kraftfahrzeugen haben sich in den letzten Jahren zunehmend zu einem zentralen Gestaltungsaspekt der Fahrzeugentwickler hinsichtlich Komfort und Markenzeichen entwickelt. Durch die vermehrte Einführung von Fahrzeugmodellen mit Elektroantrieb ergeben sich derzeit Problemstellungen die über den bisherigen Erfahrungshorizont der Industrie hinausgehen.

 

Elektrische Antriebe sind zwar inhärent leiser als Verbrennungsmotoren, jedoch wandelt sich die Charakteristik der von ihnen erzeugten akustischen Abstrahlung von den gewohnten und mittlerweile wohldesignten tieffrequenten hin zu sehr tonalen, höherfrequenten Signalen. Diese neuen Signale liegen in einem wesentlich empfindlicheren Bereich des menschlichen Gehörs und werden im Zusammenspiel mit ihrer tonalen Zusammensetzung von den Fahrzeuginsassen als wesentlich störender wahrgenommen. Für die Automobilhersteller ergibt sich somit das Bedürfnis, auch im Bereich der Elektroantriebe eine fundierte Kenntnis über die akustisch geeignete Auslegung eines solchen Antriebes zu erlangen. Aufgrund des hohen Konkurrenzdrucks am Markt erscheint es in diesem Fall unzweckmäßig zeitaufwändige experimentelle Studien durchzuführen. Allerdings existiert für die akustische Auslegung von elektrischen Antrieben bisher kein Simulationstool welches eine Beurteilung von Veränderungen an der Maschine oder der Fahrzeugstruktur direkt in ihrer akustischen Auswirkung im Fahrzeuginnenraum ermöglicht.

An dieser Stelle setzt das Forschungsvorhaben FVA-Nr. 682 I (17453-N1)  an. Die Zielsetzung ist die Entwicklung eines integrativen Gesamtmodells zur akustischen Bewertung eines vollständig simulierten E-MOTIVE Antriebsstrangs. Beginnend mit der Definition von Teilmodellen und entsprechenden Schnittstellen wird von den drei beteiligten Forschungsstellen im Projektzeitraum ein vollständiges Gesamtmodell erarbeitet. Die Forschungsstellen arbeiten interdisziplinär und eng verknüpft. Ausgehend von einzelnen Antriebsstrangkomponenten wie der elektrischen Maschine und dem Getriebe, welche unabhängig auf Prüfständen vermessen worden sind, können zunächst die Teilmodelle validiert werden. Die Zusammenführung dieser Komponenten auf einem Antriebsstrangprüfstand am IEM ermöglicht die Validierung des Gesamtsystems und somit die Bewertung der Interaktion verschiedener Teilmodelle.

Mit dem entwickelten integrativen Simulationsmodell wurden signifikante Optimierungen zur Resonanzvermeidung bzw. zur Verminderung elektromagnetischer Anregungen durchgeführt und auralisiert. Die Ergebnisse lassen sich direkt für die Entwicklung elektrischer Antriebe verwenden. Außerdem wurden Wege aufgezeigt, wie Entwicklungsabteilungen solche Berechnungen eigenständig durchführen können. Das Forschungsziel wurde erreicht.

Das IGF-Vorhaben 17453 N/1 der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V. (FVA) wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Downlaod: V-AiF_17453 N_682 II E-MOTIVE NVH-Simulationsmodell.pdf

Weitere Informationen zum Projekt für Mitglieder in THEMIS.