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Elektromobilität

Akustischer Komfort hat Vorfahrt

Bei der Entwicklung von E-Fahrzeugen treten neue vibroakustische Phänomene durch den Wegfall des Verbrenners als dominante Geräuschquelle in den Vordergrund. Bei gleichzeitig geringerem Außengeräusch werden betriebsbedingte Geräusche von elektrisch angetriebenen Zusatzkomponenten sowie Nebenaggregaten, Steuermodulen und Bedienelementen hörbar.

Die Anregung durch Elektromotoren findet bei höheren Frequenzen statt. Dies erfordert eine frühzeitige akustische und schwingungstechnische Bewertung für eine treffende Verzielung der Komponenten sowie neue Messpositionen bzw. Ansätze zum Erfassen der Drehzahl.

Die Basis des Fortschritts

PAK erfasst standardmäßig hochaufgelöst Ströme, Spannungen und Drehzahlen sowie alle NVH-Sensorik-bezogenen Signale. Zudem unterstützt es die Resolver-Sensorik. Dabei werden zeitsynchron die relevanten Signale aus Digitalbussen (CAN, CAN FD, FlexRay™ oder EtherCAT(R)) erfasst. PAK MKII und MicroQ-Frontends können in EMI-belasteten Umfeldern eingesetzt werden. 

Mit einer leistungsstarken Toolbox zur Auswertung von E-Maschinen-spezifischen Signalen bietet PAK 5.x neben den umfangreichen Standardfunktionen in der Erfassung und Analyse physikalischer Daten auch die Werkzeuge für die Weiterentwicklung der E-Mobilität. Korrelationen zwischen elektrischen Größen und NVH-Größen sind somit möglich.

Standardanalysen

  • Geblockte Analysen (FFT, CPS, APS)
  • Ordnungen (Ordnungs-FFT, Kalman)
  • Terzfilter
  • Winkelbezogene Analysen
  • Dreh- und Torsionsschwingungen
  • Statistik im Zeitbereich
  • Dynamisches Wuchten
  • Analyse von PWM-Signalen

Toolbox für E-Mobilität

Der Fokus unserer E-NVH-Toolbox liegt auf der Untersuchung von Ordnungen und von durch Pulsweitenmodulation (PWM) verschobenen Ordnungen. Diese können einzeln betrachtet oder aufsummiert werden. Dabei werden Methoden der klassischen FFT-Analyse und auch das präzisere digitale Order Tracking unterstützt. Von Interesse ist der Energiegehalt in der Ordnung, die bei E-Maschinen bei höheren Frequenzen auftreten. Entscheidend zur Analyse der PWM-Ordnungen ist es, den Verlauf der Trägerfrequenz exakt abzubilden und zu extrahieren. 

In PAK 5.x kann der Trägerfrequenzverlauf direkt in der Messung angelegt werden – interaktiv oder automatisch. Ordnungs-Cursor, Ordnungsfächer, Ordnungsextraktion, energetische Summation von Ordnungen, virtuelle Kanäle, Arithmetik sind nur einige der integrierten Werkzeuge. Dabei werden alle gängigen Analysen sowohl im Zeit- als auch im Ordnungsbereich unterstützt. Die Signale können interaktiv im Grafik-Streaming betrachtet und die Analyse kann sukzessive verfeinert werden.

ORDNUNGEN

  • Ordnungs-Campbell-Diagramm mit Frequenzoffset
  • Einzelordnungen mit Frequenzoffset
  • Ordnungssumme mit Frequenzoffset

INDIZES

  • Individuelle Indizes, z. B. Prägnanz von Ordnungen

KRAFTFORM

  • Vergleich Kraftform zu Strukturmoden für Betriebsmessungen und synthetische Anregungen

Module für das weitere Engineering

PAK 5.x verfügt über die komplette Bandbreite von Tools, um die Aufgaben rund um NVH bei der Elektromobilität mittels diverser Herangehensweisen zu lösen. So können sich in bewährter Umgebung Strukturanalysen, psychoakustische Untersuchungen und ein Sound-Design nahtlos aneinander anschließen.

Herausragende Stärken des Systems sind die einsetzbaren TPA-Methoden. Klassische TPA und komponentenbasierte TPA-Verfahren können in einem frühen Entwicklungsphase zur Körperschallverzielung eingesetzt werden. Dabei können hybride Modelle aus der Simulation und der Messung kombiniert werden. Darüber hinaus setzen Ingenieure die Operational Transfer Path Analysis (OTPA) erfolgreich im Bereich der E-Mobilität ein. Mit der OTPA können Sie die Beiträge der einzelnen Komponenten im Fahrzeug auf Basis von Betriebsmessungen bestimmen.

Auf diese Weise können Sie auch problemlos aerodynamische und mechanische Geräusche der sekundären Quellen, wie beispielsweise Lenkung, Kühlung und Klimaanlage, quantisieren. Zusätzlich können neben den NVH-Analysen auch auftretende elektromagnetische Felder erfasst und analysiert werden.