Page 87 - 《应用声学》2024年第1期
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第 43 卷 第 1 期 沈龙等： 纯电动汽车车身泄压阀引起的低频涡声耦合问题识别分析 83
0 引言 1 问题特征识别
国家对新能源汽车发展的持续投入，刺激了新 某四驱纯电动 SUV 开发过程中，出现高速行
能源汽车行业的蓬勃发展，使中国在短短数年内成 驶时车内低频轰鸣噪声问题。经过主观评价，问题
为全球第一大新能源汽车市场。纯电动汽车有动 现象如下：(1) 空调置于外循环状态，在光滑平直
力强劲的特点，高速工况使用频繁，且驾乘人员对 路面上行驶，当车速上升至 130 km/h 时，在车辆
纯电动汽车 NVH 性能有着较高的心理预期，高速 后排位置能够听到明显的低频噪声；(2) 随着车速
行驶工况下如果车内存在低频噪声问题就容易被 继续上升，后排低频噪声幅值明显增加，当车速为
顾客投诉，将极大地降低驾乘人员的用车体验。这 140 km/h 时噪声达到最大；(3) 空调置于内循环状
不仅对品牌形象造成负面影响，还会带来高额的 态，各车速均无明显的低频噪声。随着高速公路里
售后维护成本。因此，分析低频噪声产生机理，针 程总和的不断增长和纯电动汽车动力的不断提升，
对关键影响因素进行前期规避，具有重要的工程 高速工况使用愈发频繁，这大大增加了低频噪声问
意义。 题发生的概率，降低了乘坐舒适性，可能会引起市场
20世纪50年代，因飞机起落架舱及弹药舱在飞 抱怨。
机起降时产生了强烈的啸叫声问题，推动了空腔自 该车前后搭载了两台永磁同步电机，前后电机
激振荡机理分析和振荡压力预测等研究的逐渐兴 下方均设计了平整的下护板。前电机下护板与前保
起。国内外学者对空腔自激振荡的现象及机理进行 险杠和动力电池前端平齐连通，后电机下护板与动
了深入的研究，Rossiter [1] 根据涡的运动形式提出 力电池后端和后保险杠平齐连通。因避让后悬架运
了一个声音的反馈回路模型，对大量实验参数进行 动包络，后底护板与后保险杠之间存在较大的缺口。
研究，总结出了一个用于预估振荡频率的半经验公 泄压阀左右对称布置于车身末端两侧，开口朝向车
式。Heller [2] 在不同马赫数来流下对不同长深比的 辆正后方。这种车辆底部平顺的结构带来了较好的
空腔噪声进行研究，确定涡的回馈速度为当地声速， 风阻表现，但也为气流顺利进入后保险杠并流经泄
并对半经验公式进行了修正。Michalke [3] 通过对流 压阀表面创造了条件。
体运动方程的求解，分析了空腔开口的基本参数和 1.1 道路试验测试分析
流场特性，为建立空腔共振频率的预测方法提供了
结合主观评价结果，为了进一步分析此问题
较为清晰的物理图像。罗柏华等 [4] 的实验研究结果 的特征，如图 1 所示，分别在驾驶员左耳、副驾驶
表明空腔深度对振荡频率影响不大，对模态的幅值
员右耳、左后乘客左耳、右后乘客右耳布置传声
有明显影响，空腔越深，最大振荡峰值越大。李伟
器，汽车在光滑平直路面上，空调置于外循环状态，
等 [5] 研究了在汽车空调制冷系统中由制冷剂流动
以 140 km/h 车速匀速行驶，测试车内各位置噪声
引起的流激噪声问题，并通过半经验公式进行了频 数据。
率预测与避频处理来解决问题。刘杨等 [6] 结合自激
振荡原理，解决了在发动机进气窄缝式消声器中的 ͜ܦ٨
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空腔自激振荡问题，并通过修正经验公式来确认了 X
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自激振荡频率。此外，也有较多文献针对天窗风振
和侧窗风振 [7−9] 进行了深入的研究。
本文介绍了高速工况下某电动汽车车身泄压 ԍ
阀引起车内低频噪声问题的案例，通过对道路试验
图 1 传声器布置示意图
数据、风洞试验数据、静置试验数据、自激振荡理论
Fig. 1 Microphone layout diagram
和共振理论的分析，找到了低频噪声的关键影响因
素并提出了可行的工程化方案，有效解决了泄压阀 车内噪声测试结果如图 2 所示。通过对各位置
引起的车内低频噪声问题。该案例问题的分析和经 噪声的频域特征分析及声频回放和滤波回放的对
验总结，有助于为后续电动汽车高速工况 NVH 设 比辨识，可以得出：(1) 车内低频噪声存在明显的位
计提供借鉴和指导。 置特征，前排不明显而后排明显。车内后排左右位置
