(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 20221070285 5.3 (22)申请日 2022.06.21 (71)申请人 芜湖飞龙汽车电子技 术研究院有限 公司 地址 241000 安徽省芜湖市鸠江经济开发 区官陡门路23 6号实验楼 (72)发明人 陶丽芳　刘庆　向晓东　刘志进　 (74)专利代理 机构 北京汇信合知识产权代理有 限公司 1 1335 专利代理师 戴凤仪 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 119/10(2020.01) (54)发明名称 一种汽车电子水泵 全模型模态计算方法 (57)摘要 本发明涉及一种汽车电子水泵全模型模态 计算方法， 该方法包括以下步骤： 第一步： 建立电 子水泵模型， 确定各部件的接触关系、 材料及材 料属性； 第二步： 读取电子 水泵的质量与质心， 并 调整质量与真实水泵质量一致； 第三步： 确定电 子水泵与匹配的整车或整机的安装定位孔， 随便 开展各频率的有限元计算， 并读取电子水泵的各 阶振型； 第四步： 通过电子水泵的各阶频率与振 型， 评估水泵产生振动噪声的风险以及产生的原 因， 并通过提高频率或改变振型来优化结构。 通 过模拟计算， 利用电子水泵的固有频率与振型可 以帮忙分析振动噪声产生的原因， 如果是因为共 振引起的， 通过振型可以找到振幅较大的薄弱结 构， 进而指导设计对该薄弱结构进行加强。 权利要求书1页 说明书4页 附图4页 CN 115238539 A 2022.10.25 CN 115238539 A 1.一种汽车电子水泵全 模型模态计算方法， 其特 征在于： 该 方法包括以下步骤： 第一步： 建立电子水泵模型， 确定各部件的接触关系 、 材料及材料属性； 第二步： 读取电子水泵的质量与质心， 并调整质量与真实水泵质量 一致； 第三步： 确定电子水泵与匹配的整车或整机的安装定位孔， 随之开展各频率的有限元 计算， 并读取电子水泵的各阶振型； 第四步： 通过电子水泵的各阶频率与振型， 评估水泵产生振动噪声的风险以及产生的 原因， 并通过提高频率或改变振型来优化结构。 2.根据权利要求1所述的一种 汽车电子水泵全模型模态计算方法， 其特征在于： 所述水 泵模型包括水泵叶轮、 蜗壳、 定 子铁芯、 转子 铁芯、 磁钢和控制器元器件。 3.根据权利要求2所述的一种 汽车电子水泵全模型模态计算方法， 其特征在于： 所述定 子铁芯与转子铁芯由层叠硅钢片组成， 在有限元计算前将各层的硅钢片模 型简化为一个整 体模型。 4.根据权利要求3所述的一种 汽车电子水泵全模型模态计算方法， 其特征在于： 所述控 制器元器在有限元计算前简化 为质量点。 5.根据权利要求1所述的一种 汽车电子水泵全模型模态计算方法， 其特征在于： 材料属 性包括材 料密度、 弹性模量、 泊松比。 6.根据权利要求1所述的一种 汽车电子水泵全模型模态计算方法， 其特征在于： 读取电 子水泵的质量时， 若质量偏少， 增 加额外的质量 点进行微调。 7.根据权利要求1所述的一种 汽车电子水泵全模型模态计算方法， 其特征在于： 读取电 子水泵的质量时， 若质量偏多， 减小轴或轴承的密度。 8.根据权利要求1所述的一种 汽车电子水泵全模型模态计算方法， 其特征在于： 提取电 子水泵的1阶至3阶频率和振型， 其中电子水泵的1阶为水泵整体绕某个方向的摆动， 电子水 泵的2阶、 3阶振型为 转子带动轴与叶轮的绕某个方向的摆动。 9.根据权利要求1所述的一种 汽车电子水泵全模型模态计算方法， 其特征在于： 电子水 泵的1阶频率大于整车或发动机的2倍以上共 振频率。 10.根据权利要求2所述的一种汽车电子水泵全模型模态计算方法， 其特征在于： 定子 铁芯的振型读取 方法包括以下步骤： 第一步： 对电子水泵开展频率计算， 提取至少前20阶模态， 并单独查看定 子的振型； 第二步： 根据定 子的变形量判断定 子的振型， 并读取当前状态下电子水泵的振动频率； 第三步： 根据定 子的振型和电子水泵的振动频率对定 子结构进行改进。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115238539 A 2一种汽车电子水泵全模型模 态计算方 法 技术领域 [0001]本发明涉及汽车电子水泵技术领域， 具体的说是一种汽车电子水泵全模型模态计 算方法。 背景技术 [0002]目前， 电子水泵广泛应用在新能源汽车、 房车以及特种车辆中， 起到作为水循环、 冷却或供水系统的作用。 电子水泵主要由三个部分组成： 控制器元器件、 电机定转子部件、 水力叶轮与蜗壳以及进出水管路等。 这三个部分内部通过转子轴、 滑动轴承、 止推轴承组 成； 外部通过螺栓连接泵壳、 电机壳与控制器壳。 为了给电机散热， 电机定转子之间往往会 设计隔离套来隔离冷却液。 因此， 电子水泵的结构非常复杂、 动静结构之间相互配合， 相互 影响。 [0003]随着电子水泵应用在新能源车上， 没有了发动机 的强噪声掩盖， 电子水泵的噪声 也逐渐成为了乘客舱的噪声源。 准确预测电子水泵的各阶固有频率在给定的速度运行范围 内避免共振， 是抑制电子水泵振动噪声的关键； 准确预测各阶模态的振型是判断噪声源来 自水力、 电机或控制器的关键 。 [0004]电子水泵低转速运行时， 电机噪声会取代叶频噪声成为主要噪声源， 获取电机定 子固有频率与振型是评估与改善电机噪声的关键。 目前电机定子的模态往往只分析定子本 身， 而忽略了定子与外壳、 定子与铜线绕组、 定子与塑料线架之间的影响。 建立电机的完整 模型以及考虑水泵对电机的影响是准确计算电机模态的关键 。 发明内容 [0005]现为了解决上述技术问题， 本发明提出了一种汽车电子水泵全模型模态计算方 法。 本发明所要解决的技 术问题采用以下技 术方案来实现： [0006]一种汽车电子水泵全 模型模态计算方法， 该 方法包括以下步骤： [0007]第一步： 建立电子水泵模型， 确定各部件的接触关系 、 材料及材料属性； [0008]第二步： 读取电子水泵的质量与质心， 并调整质量与真实水泵质量 一致； [0009]第三步： 确定电子水泵与匹配的整车或整机 的安装定位孔， 随之开展各频率的有 限元计算， 并读取电子水泵的各阶振型； [0010]第四步： 通过 各阶振型分析 水泵振动噪声的产生原因并对水泵结构进行改进。 [0011]所述水泵模型包括水泵叶轮、 蜗壳、 定 子铁芯、 转子 铁芯、 磁钢和控制器元器件。 [0012]所述定子铁芯与转子铁芯由层叠硅钢 片组成， 在有限元计算前将各层的硅钢片模 型简化为一个整体模型； 所述控制器元器在有限元计算前简化 为质量点。 [0013]材料属性包括材 料密度、 弹性模量、 泊松比。 [0014]读取电子水泵的质量时， 若质量偏少， 增加额外的质量点进行微调， 若质量偏多， 减小轴或轴承的密度。 [0015]提取电子水泵的1阶至3阶频率和振型， 其中电子水泵的1阶为水泵整体绕某个方说　明　书 1/4 页 3 CN 115238539 A 3