某纯电动汽车声腔模态优化设计研究_辛雨_ATC2015..docxVIP

某纯电动汽车声腔模态优化设计研究Acoustic Mode Optimization Research of a Electric Vehicle辛雨 李玉军（北京新能源汽车股份有限公司，北京102606）摘 要：电动汽车与传统燃油车辆振动噪声特点存在较大差别，其中电池包的增加对车身振动噪声特性带来了较大影响。某项目纯电动汽车设计过程中，车身模态分析结果表明40-50Hz声腔模态区间存在与车身共振风险；为确认该风险采用Hypermesh软件对该车型进行了声腔模态分析，分析结果表明44.50Hz声腔模态与车身共振的风险存在，需寻求优化方案；通过对比分析优化方向，确定调整声腔模态频率，并对驾驶舱与货舱采取隔离措施；对该优化方案的CAE分析确认了该方案的有效性：第一阶声腔模态提高至93.69Hz，相比44.50Hz提高110.5%，这在不增加整车成本的条件下有效的解决了声腔模态共振的问题。关键词：电动汽车，声腔，模态，共振，Hypermesh。Abstract: There is big difference between electric vehicle and IC engine vehicles. The battery package changes the body noise and vibration characteristic. In a electric vehicle RD project, the body mode shows a resonance risk between the body and the acoustic mode. To confirm this risk, the acoustic mode of the body is calculated by Hypermesh. It is real the risk lies in frequency 44.50 Hz. The optimization plan is designed, and by comparison the acoustic mode optimization plan is selected. The body cavity is split to cockpit and cargo hold. New analyze results prove the validity of this optimization plan. The first mode of the cockpit is 93.69Hz， and it is doubled more than 44.50Hz. The plan solve acoustic mode problem while it has no cost increscent.Keys: electric vehicle, acoustic cavity, mode, resonance, Hypermesh. 0 引言随着电动汽车研究发展的技术提升和电动汽车在城市内的普及，人们对电动汽车整车振动噪声性能的要求越来越高。对于电动汽车的振动噪声性能及其相关设计原来越受到电动汽车厂商的重视，对其相应的投入以及纯电动汽车振动噪声特性的研究成果也越来越多。电动汽车相比传统燃油车辆存在较大的不同。首先，由于动力源由发动机改变为电机，发动机与电机在振动噪声、扭矩特性上的输出造成其NVH控制方式的改变，这对悬置系统的振动噪声匹配带来影响【1】；其次，电动汽车的附件噪声凸显，真空泵、水泵【2】、空调压缩机等电辅助系统的振动噪声在车辆静置或低速凸显；再次，由于电池的布置需要，要求车身设计时考虑电池布置空间带来的影响【3】，这必然引起车身模态及车内声腔模态的变化。针对电动汽车车身进行车身振动噪声设计【4】，与传统燃油车辆车身振动噪声要求【5】存在不同。在某纯电动汽车设计过程中，根据车身模态CAE分析计算结果，按经验判断存在发生声腔共振的风险。为验证该风险是否存在，对该车型声腔模态进行了计算，计算结果表明声腔模态与车身模态共振频率重合，发生噪声风险的机会非常大。为解决该问题，提出驾驶员座椅后加隔离板的解决方案，CAE计算结果表明，该解决方案有效解决了声腔模态共振问题。在实际样车设计生产中，该方案作为声腔模态解决措施进行了实际应用，取得了良好效果。1 问题描述某纯电动汽车项目设计过程中，将7座客车原型车后排座椅取消改造为货车；同时由于电池布置于车辆底部，车身地板相比原型车进行了抬高。通过对调整改变后的车身模态分析，发现该车型声腔模态频率经验区间（40-50Hz）内车身模态存在七阶模态，发生车身与声腔共振的风险很高。白车身模态40-50Hz分析结果如下表所示，为解决车身与声腔共振的风险，需要对声