Interior Noise Hybrid Powertrains

Aufgrund der knapper werdenden Ressourcen, des Klimawandels und des wachsenden Bewusstseins für den Klimaschutz gewinnt die Elektromobilität weltweit an Bedeutung. Die fortschreitende Ablösung klassischer Verbrennungsmotoren durch alternative Antriebskonzepte wie Elektro- oder Hybridelektroantriebe in der Automobilindustrie führt zu einer veränderten akustischen Wahrnehmung der Fahrgeräusche durch die Kundinnen und Kunden. Durch die fehlende akustische Maskierung des Verbrennungsmotors rücken plötzlich Geräuschemissionen in den Fokus, die bisher nicht wahrgenommen werden konnten, wie z. B. Geräusche von Getrieben oder Nebenaggregaten. Durch das deutlich niedrigere Geräuschniveau steigen die NVH-Anforderungen (Noise, Vibration & Harshness) an das Gesamtfahr-zeug und seine Komponenten kontinuierlich an. Elektrische Antriebsstränge zeigen ein deutlich anderes Geräuschverhalten als Verbrennungsmotoren, bei denen die Hauptgeräuschbeiträge meist im Frequenzbereich bis ca. 2 kHz zu finden sind. Bei einem Elektromotor sind wesentlich höhere Frequenzanteile mit tonalem Geräuschcharakter vorhanden, die auch bei niedrigen Schalldruckpegeln gut wahrnehmbar sind. Hochfrequente Anregungen in Form von Motoranordnungen eines elektrischen Antriebs können in einem Frequenzbereich oberhalb von 5 kHz auftreten und werden hauptsächlich durch die Topologie des Elektromotors (z. B. Polpaarzahl) und seine elektrische Ansteuerung (z. B. Steuerung, Leistungselektronik und Wechselrichter) verursacht. Eine zentrale Aufgabe im akustischen Entwicklungsprozess eines Fahrzeugs ist es, die Beiträge der einzelnen Luft- und Körperschallquellen zum Gesamtschalldruckpegel im Fahrzeug zu identifizieren, zu quantifizieren und zu optimieren. Die Transferpfadanalyse (TPA) ist eine in der Automobilindustrie etablierte Methode, die hauptsächlich zur akustischen Optimierung von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren eingesetzt wird. Im Rahmen des Forschungsprojekts wurde die Eignung und Genauigkeit der TPA-Methode für die Anwendung in Fahrzeugen mit Hybrid- und reinem Elektroantrieb eingehend untersucht. Neben der Identifizierung von verfahrensbedingten und messtechnischen Einschränkungen wurden alternative Ansätze zur Erweiterung des nutzbaren Frequenzbereichs der Methode sowie zur Überwindung der Grenzen der aktuellen Methodik analysiert. Die Analyse umfasste die Charakterisierung der Geräuschquellen, die Bestimmung der dynamischen Eigenschaften der Lagerelemente und der Übertragungspfade sowie die Vorhersage des Geräuschbeitrags verschiedener Quellen in einem vollständigen TPA-Modell.