Почему электромобили издают громкий шум на низких скоростях?

Электромобильимеют тенденцию создавать относительно значительный шум во время движения на низкой скорости., и это можно объяснить несколькими факторами, которые отличают их рабочие механизмы от механизмов традиционных автомобилей..

Электромобильработают от электродвигателей, а работа этих двигателей предполагает преобразование электрической энергии в механическую посредством контроллера. Этот процесс преобразования не является полностью бесшумным и приводит к появлению шума..

Когда контроллер направляет поток электроэнергии на электродвигатель, внутри двигателя происходят сложные электромагнитные взаимодействия. Когда электрический ток проходит через катушки двигателя, он создает магнитное поле, которое взаимодействует с магнитным полем постоянных магнитов. (в случае двигателя с постоянными магнитами) или магнитное поле, создаваемое другими электромагнитами (в некоторых других конструкциях двигателей). Это взаимодействие заставляет ротор двигателя вращаться., тем самым преобразуя электрическую энергию во вращательную механическую энергию для приведения в движение колес..

Однако, во время этого преобразования, происходят различные физические явления, вызывающие шум. Например, быстрые изменения магнитного поля могут вызвать вибрацию компонентов двигателя.. Эти вибрации затем могут передаваться на шасси автомобиля и, в конечном итоге, в кабину., создание слышимого шума. Кроме того, поток электричества через катушки также может вызывать гудение или жужжание из-за электромагнитных эффектов.. Интенсивность этого шума может варьироваться в зависимости от таких факторов, как конструкция и качество двигателя., точность контроллера в регулировании электрического тока, и нагрузка на двигатель.

В некоторых случаях, если двигатель неправильно спроектирован или имеет производственные дефекты, уровень шума может быть еще более выраженным. Например, если изоляция вокруг катушек двигателя недостаточно качественная, это может привести к образованию электрической дуги или утечке, которые могут создавать дополнительный шум и потенциально влиять на производительность и срок службы двигателя..

Электромобильчасто используют технологию прямого привода, где электродвигатель напрямую приводит в движение колеса без использования традиционных компонентов трансмиссии, таких как трансмиссия и сцепление, которые есть в обычных автомобилях.. Хотя эта конструкция упрощает трансмиссию и может предложить определенные преимущества, такие как повышенная эффективность и более плавная подача мощности., это также создает некоторые проблемы с точки зрения образования шума..

За счет исключения коробки передач и сцепления, двигатель должен выдерживать большую нагрузку. В традиционном автомобиле, Трансмиссия и сцепление помогают регулировать соотношение крутящего момента и скорости между двигателем и колесами., позволяя двигателю работать в оптимальном диапазоне скоростей и нагрузок. Однако, в электромобиле с прямым приводом, двигатель должен напрямую адаптироваться к изменяющимся требованиям колес, будь то во время ускорения, замедление, или поддержание постоянной скорости.

Повышенная нагрузка на двигатель может привести к повышению уровня шума.. Когда двигатель находится под большей нагрузкой, внутренние компоненты испытывают большее напряжение и трение. Например, подшипникам внутри двигателя, возможно, придется выдерживать большую силу, что может привести к тому, что они будут создавать больше шума при вращении.. Ротор и статор двигателя также могут испытывать повышенные магнитные силы и механические взаимодействия при более высоких нагрузках., что приводит к дополнительным вибрациям и шуму.

Более того, системе прямого привода могут не хватать некоторых функций демпфирования и изоляции, которые присутствуют в традиционных трансмиссиях.. В обычном автомобиле, коробка передач и сцепление, наряду с связанными с ними компонентами, может действовать как буфер, поглощая и рассеивая часть вибраций и шума, создаваемых двигателем.. В электромобиле с прямым приводом, эти вибрации и шум от двигателя более непосредственно передаются на кузов автомобиля и в салон., вклад в общий уровень шума.

Еще одним фактором, способствующим относительно громкому шуму электромобилей на низких скоростях, является высокая частота вращения, при которой электродвигатель должен работать.. Когда автомобиль движется с низкой скоростью, колеса вращаются с относительно медленной скоростью. Однако, поддерживать необходимую выходную мощность для обеспечения плавного движения автомобиля, электродвигателю часто приходится вращаться с гораздо более высокой скоростью вращения.

Это связано с тем, что взаимосвязь между скоростью двигателя и скоростью автомобиля отличается от таковой в традиционном автомобиле с трансмиссией.. В обычном автомобиле, трансмиссия может регулировать скорость и крутящий момент двигателя в соответствии с требованиями колес на разных скоростях.. А вот в электромобиле с прямым приводом, Скорость двигателя более напрямую связана со скоростью автомобиля, и обеспечивать достаточную мощность на низких скоростях автомобиля., двигателю может потребоваться вращаться на высокой скорости.

Высокая скорость вращения двигателя может вызывать несколько типов шума.. Во-первых, быстрое вращение ротора может создавать аэродинамический шум, поскольку он прорезает воздух внутри корпуса двигателя.. Этот аэродинамический шум может быть весьма заметен., особенно если в конструкции двигателя не предусмотрены адекватные меры по его снижению.. Во-вторых, высокая скорость вращения также может усилить вибрации внутри двигателя.. Поскольку ротор вращается быстрее, любые дисбалансы или несовершенства в его конструкции могут привести к более выраженным вибрациям., которые, в свою очередь, создают больше шума. Эти вибрации могут передаваться на кузов автомобиля и салон., делая общий уровень шума еще громче.

На низких скоростях, доля шума шин и дорожного шума в общем шуме электромобиля становится относительно значительной. Хотя электромобили не имеют того шума двигателя, который характерен для традиционных автомобилей., шум шин и дорожного покрытия по-прежнему играет важную роль в определении общего уровня шума..

Когда автомобиль движется медленно, трение между шинами и землей относительно невелико. Это может привести к тому, что шины будут издавать больше шума при перекатывании по поверхности дороги.. Рисунок протектора шин, тип используемой резины, и состояние дороги влияют на уровень шума, производимого шинами.. Например, шины с более агрессивным рисунком протектора могут создавать больше шума при взаимодействии с дорогой., особенно на грубых или неровных поверхностях.

Помимо шума шин, само дорожное покрытие также может способствовать общему шуму.. Неровные дороги, например, с выбоинами, трещины, или гравий, могут создавать значительный шум, когда транспортное средство проезжает над ними. Даже на относительно ровных дорогах, может быть небольшой шум из-за взаимодействия шин с дорогой. На низких скоростях, этот шум шин и дороги легче услышать, поскольку меньше других шумов от трансмиссии автомобиля маскируют его..

Сочетание шума шин и дорожного шума., наряду с шумом электродвигателя и эффектами технологии прямого привода., приводит к относительно высокому общему уровню шума электромобилей на низких скоростях..

В заключение, относительно громкий шум электромобилей на низких скоростях является результатом взаимодействия множества факторов.. Шум, создаваемый в процессе преобразования энергии электродвигателем, повышенная нагрузка и связанный с ней шум из-за технологии прямого привода, высокая частота вращения двигателя на низких скоростях автомобиля, а вклад шума шин и дороги в совокупности создает ситуацию, когда электромобили могут быть заметно шумными во время движения на низкой скорости.. Поскольку технологии продолжают развиваться, предпринимаются усилия по решению этих проблем с шумом за счет улучшения конструкции двигателя., лучшие меры по шумоизоляции, и разработка более тихих шин и дорожного покрытия..