电动汽车的静谧性是其主要卖点之一，但电机运行时产生的电磁噪声——特别是刺耳的啸叫声——却常常打破这份宁静。广汽集团研发团队近期发表论文，提出了一种创新的离线电流谐波注入方法，从噪声产生的根源入手，实现了低成本、高效率的优化。本文将带您深入理解噪声产生的机理，并详解这项突破性技术。
一、电动汽车的“安静”挑战：为何电磁噪声如此突出？
与传统燃油车相比，电动汽车由于没有发动机噪声的掩蔽效应，电机产生的电磁噪声变得格外明显。广汽团队在实车测试中发现，某纯电动汽车在加速工况下，车内主要存在24、48和96阶电磁噪声问题（对应电机机械转频的倍数）。这些噪声在中低速行驶时尤为突出，严重影响乘坐舒适性。
二、噪声从何而来？深入机理分析
要解决问题，首先需理解噪声的产生机理。广汽团队从理论入手，分析了电流谐波与电磁噪声的关联。
2.1 实车测试揭示噪声特征
通过实车测试，团队发现：
-
小转矩加速工况下，主要存在24、48和96阶电磁噪声（分别对应电流基频的6、12和24次谐波）；
-
大转矩加速时，由于背景噪声增大，仅24阶噪声主观评价明显。
图1和图2展示了具体测试结果，清晰显示了不同工况下的噪声频谱峰值。
2.2 电流谐波：电磁噪声的“根源”
永磁同步电机中，电磁噪声的根本原因在于电流谐波成分。团队通过理论分析指出：
-
三相电流中的5次和7次谐波会引起6倍电频率的电磁激励，产生24阶电磁噪声（对4对极电机）；
-
11次和13次谐波则导致12倍电频率激励，产生48阶噪声；
-
更高次谐波依此类推。
这种关系源于电流谐波与气隙磁场的相互作用。如表1所示，永磁同步电机的径向力波频率和模数与电流谐波次数直接相关，这正是电磁噪声产生的物理基础。
团队通过坐标变换推导出d、q轴电流表达式，表明谐波电流会转化为特定频率的电磁力波，最终通过结构传递成为可闻噪声。这一机理分析为后续的优化方法提供了理论基础。
三、创新解决方案：离线电流谐波注入法
基于上述机理，广汽团队提出了独辟蹊径的解决方案——离线电流谐波注入。
3.1 方法原理：以“谐波”制“噪声”
与传统谐波抑制方法不同，该方法不是消除谐波，而是注入特定谐波电流来抵消噪声。如图3所示，在d、q轴电流回路中增加可调幅值和相位的谐波成分，通过精确调试达到噪声最小化。
3.2 参数调试：四步法精准优化
调试过程遵循图4所示的四步法：依次调整q轴相位、q轴幅值、d轴相位和d轴幅值。这种方法通过离线调试避免传统方法的复杂实时计算。
以24阶噪声为例，团队发现q轴电流相位为120°、幅值5A时效果最优（图5）。这种参数调试方法可自动完成，大大提升了效率。
四、显著成效：噪声降低超10dB(A)，啸叫基本消除
优化后，车内电磁噪声得到显著改善。图6至图9展示了80N·m恒转矩工况的优化效果：24阶、48阶和96阶噪声几乎完全消除，声压级最大降低超过10dB(A)。
即使在峰值转矩工况下，24阶噪声也得到有效控制（图10、11），声压级降低约8dB(A)。
五、技术价值：简单实用，适合推广
这项技术的优势显著：
-
零成本升级：仅通过软件优化实现，无需硬件改动；
-
控制简单：避免了复杂算法，易于工程实现；
-
效果显著：车内啸叫问题基本解决；
-
普适性强：适用于不同车型和驾驶工况。
结语：从理论到实践的完美跨越
广汽团队的这项研究，从电磁噪声的产生机理入手，通过严谨的理论分析和创新的工程方法，实现了电动汽车NVH性能的显著提升。这种“基于机理、精准优化”的思路，不仅解决了实际问题，也为行业提供了新的技术路径。随着技术的推广，未来电动汽车的静谧性将不再是奢望。