北京中科医院 https://wapjbk.39.net/yiyuanzaixian/bjzkbdfyy/jzpj/导语：无论是传统汽车，还是新能源汽车，整车厂一般会有这样的要求：“转矩波动：±50~rpm，5%rpm。那么，究竟什么是转矩纹波呢？转矩纹波究竟会对纯电动汽车带来哪些影响?产生转矩纹波的原因有哪些?我们按如下几部分进行解读1.什么是转矩纹波？2.转矩纹波会对电动汽车带来哪些影响？3.转矩纹波产生的因素4.转矩纹波的测量1.什么是转矩纹波？首先要明确一点，我们通常所谓的转矩并非是一个静态值，而是一个周期性扰动的量，这也说明了为什么整车厂RFQ中会有转矩控制精度的定义，如0~Nm，转矩控制精度±5Nm，Nm，转矩控制精度±5%。关于这一点，我们曾经在《新能源电驱系统标准解读与拓展：转矩控制精度》也有说明。之前文章中，我们从理论角度，介绍了转矩电流计算模型和转矩能量计算模型，以此说明了转矩精度和系统参数、环境因素的关系，本文我们从实际应用角度对转矩精度做进一步的探讨，引入本文主题：转矩纹波。那么，什么是转矩纹波？如刚才介绍，转矩是一个与频率和振幅相关的数据，而我们通常所理解的转矩是经过平均或滤波之后的结果。如下图所示，红色表示电流，蓝色表示转矩。可以看出，在一个电流周期内，会有若干个转矩纹波按一定的幅值重复出现。2.转矩纹波会给电动汽车带来哪些影响？如下图所示，红色代表的瞬态转矩，蓝色代表平均转矩，当我们把下图黑框中现象放大之后，可以发现：虽然平均转矩长期来看是稳定的，但是在此处存在一个高频、高幅值的转矩纹波，这进一步的会给整车/系统/部件都带来很大的影响，简单概括主要有以下几方面：1）转矩纹波产生振动，进一步导致变速器内部齿轮、花键等啮合处因传递间隙的存在，产生冲击、异响，还会严重影响部件和系统的寿命耐久。2）转矩纹波会对结构产生激励。一方面会产生系统噪音；另一方面可能会导致共振传递至驾驶室内。3）转矩纹波的特性决定了其纹波振动频率会随电机转速上升，高速下会产生严重的whining。除了上述几点原因之外，在新能源纯电动汽车的匹配应用中，更要注意对转矩纹波的控制，这主要由于电动汽车较传统车高的能量转化效率导致的。我们都知道传统发动机传递效率一般在30%~40，但是纯电动汽车的驱动系统其传递效率为85%~94%，这就意味着5%的误差影响会导致系统最高效率可达99%，这是不可能发生的。这就需要我们在纯电动汽车上更加重视对转矩纹波的控制。那么，如何对转矩纹波进行控制呢？这就需要我们了解导致转矩纹波产生的原因。3.产生转矩纹波的原因有哪些?转矩纹波主要来自于以下几方面：交流电流特性转矩纹波频率和幅值与电机绕组数和电流频率息息相关，随着相位数的增加，转矩纹波会缓和，但是频率会加大。关于绕线工艺对转矩纹波的优化，感兴趣的读者可以查查相关文章，有很多介绍。控制方式（频率）下图所示为不同控制方式下电压/电流/转矩的瞬态响应情况。可以明显的看出，采用PWM控制，电流波形很漂亮，且转矩纹波较小；当切换至6步之后，频率降低，电流波形变差，纹波明显。谐波激励对上述两种控制方式下的采样值进行FFT，在频域中对谐波进行分析，可以观察到不同频率下谐波含量对转矩纹波的影响。电机类型，以及内部齿槽、磁铁的布置形式以PM为例，当我们转动电机转子的时候，会有嗡嗡响声，这是因为永磁体和定子齿槽的相互作用，虽然说我们通过控制可以降低这种干扰，但是并不能彻底消除，转矩纹波仍然存在。更多的关于转矩纹波的产生的原因，以及各因素背后的逻辑在这里不做介绍，感兴趣的读者可自行查阅。4.转矩纹波的测量转矩纹波不可避免，对整车影响又是多方面的，那么，我们如何对系统的转矩纹波进行测量，以真实反映系统的性能呢？这就需要我们选用一款非常牛逼的转矩传感器，重点
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