混合动力轿车热泵系统NVH控制技术研究

doi:10.19562/j.chinasae.qcgc.2024.02.016

摘要/Abstract

摘要：

热泵系统的振动噪声性能在新能源汽车整车NVH舒适性评估中起到至关重要的作用。本文根据热泵系统的结构和工作特点，结合汽车振动噪声控制原理，从振动噪声激励源、结构模态分布、传递路径、评价工况等多个维度开展了热泵系统振动噪声控制方法研究。通过分析某国产混合动力轿车在热泵产品开发中的NVH问题，提出相应的解决方案。结果表明：热泵NVH控制是一个系统工程，压缩机、空调管路、HVAC箱体、声学包以及压缩机控制策略是NVH的重要影响因素，为新能源汽车热泵系统的振动噪声性能控制提供了清晰的技术参考。

关键词: 混合动力轿车, 热泵系统, 振动噪声控制, 评价方法

Abstract:

The vibration and noise performance of the heat pump system plays an important role in the NVH evaluation of new energy vehicles. Based on the structure and working characteristics of the heat pump system and the principles of vehicle vibration and noise control， a research on the NVH control methods of the heat pump system is carried out in this paper from the vibration and noise excitation source， structural mode distribution， transfer path， evaluation conditions and other dimensions. Through the analysis and solution of NVH problems in the product development of a domestic hybrid electric car， the results indicate that the NVH control of heat pump system is a system engineering， and the compressor， air conditioning pipeline， HVAC shell， acoustic package and compressor control strategy are key factors of NVH， which provides a clear technical reference for the NVH performance control of new energy vehicle heat pump systems.

Key words: HEV, heat pump system, NVH control technology, evaluation method

赵彤航,王俊光,田蜀东,陈祥祯. 混合动力轿车热泵系统NVH控制技术研究[J]. 汽车工程, 2024, 46(2): 337-345.

Tonghang Zhao,Junguang Wang,Shudong Tian,Xiangzhen Chen. Research on NVH Control Technology of Heat Pump System in Hybrid Electric Vehicles[J]. Automotive Engineering, 2024, 46(2): 337-345.

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参考文献 20

1	邱先文. 插电式混合动力汽车技术及研发状况分析［J］. 小型内燃机与车辆技术， 2018， 47（3）：85-91.
	QIU X W. Analysis on technology and development status of plug-in hybrid electric vehicle［J］. Small Internal Combustion Engine and Vehicle Technique， 2018， 47（3）：85-91.
2	李凯. 混合动力汽车现状分析［J］. 汽车实用技术， 2018（18）：40-42.
	LI K. Analysis of the status about hybrid vehicles［J］. Automobile Applied Technology， 2018（18）：40-42.
3	LENNSTROM D， NYKANEN A. Interior sound of today’s electric cars［C］. SAE Paper 2015-01-2367.
4	康强，顾鹏云，李洁，等. 电动汽车电驱动高频啸叫噪声评价方法研究［J］. 汽车工程， 2019，41（6）：682-687.
	KANG Q， GU P Y， LI J， et al. A research on the evaluation method of high-frequency whining noise in electric drivetrain［J］. Automotive Engineering， 2019，41（6）： 682-687.
5	范珍珍，詹慧贞. 开关磁阻式轮毂电机驱动电动汽车悬架系统振动抑制［J］. 重庆理工大学学报， 2020， 34（6）：77-82.
	FAN Z Z， ZHAN H Z. Suspension system vibration suppression for the electrical vehicle driven by switched reluctance in-wheel motor［J］. Journal of Chongqing University of Technology， 2020， 34（6）：77-82.
6	刘小华，莫崇卫，蒋帅. 某纯电动汽车驱动电机噪声分析与优化［J］. 噪声与振动控制， 2019， 39（5）：68-72.
	LIU X H， MO C W， JIANG S. Analysis and optimization of the driving motor noise of a battery electric vehicle［J］. Noise and Vibration Control， 2019， 39（5）：68-72.
7	卢喜，杨诚. 旋叶式汽车空调压缩机的噪声源识别［J］. 重庆大学学报（自然科学版）， 2006，29（8）：70-73.
	LU X， YANG C. Identifying research on noise sources of rotary vane compressor［J］. Journal of Chongqing University （Natural Science Edition）， 2006，29（8）：70-73.
8	郑淳允. 汽车空调压缩机引起车内噪声的解决方法［J］. 机电工程技术， 2010，39（7）：160-162.
	ZHENG C Y. The solutions to reduce the cabin noise by the mobile air conditioning compressor［J］. Mechanical & Electrical Engineering Technology， 2010，39（7）：160-162.
9	邱琳. 某EV车电动空调压缩机开启过程中噪声优化改善研究［J］. 汽车电器， 2017（8）：1-8.
	QIU L. Study on working noise optimization of an electric vehicle air conditioning compressor［J］. Auto Electric Parts， 2017（8）：1-8.
10	施腾. 汽车斜盘式空调压缩机噪声分析及试验研究［D］. 长春：吉林大学， 2015.
	SHI T. Noise analysis and experimental study of the swash plate compressor for automotive air conditioner［D］. Changchun：Jilin University， 2015.
11	郑思宇，魏名山，宋盼盼. 电动汽车热泵空调发展概述［J］. 重庆理工大学学报（自然科学）， 2018，32（8）：14-21.
	ZHENG S Y， WEI M S， SONG P P. Review of heat pump air conditioning system in electric vehicles［J］. Journal of Chongqing University of Technology（Natural Science）， 2018， 32（8）：14-21.
12	陈雪峰，叶梅娇，黄一波. 电动汽车热泵系统简述［J］. 制冷与空调， 2016，16（7）：78-81.
	CHEN X F， YE M J， HUANG Y B. Introduction of heat pump system in electrical vehicles［J］. Refrigeration and Air-Conditioning， 2016，16（7）：78-81.
13	彭庆丰，赵韩，陈祥吉. 电动汽车新型热泵空调系统的设计与试验研究［J］. 汽车工程， 2015，37（12）：1467-1470.
	PENG Q F， ZHAO H， CHEN X J. Design and experimental study of novel heat pump air conditioning system for electric vehicles［J］. Automotive Engineering， 2015，37（12）： 1467-1470.
14	赵宇，嵇天炜，瞿晓华，等. 电动汽车热泵空调系统综述［J］. 制冷与空调， 2020，20（7）：72-81.
	ZHAO Y， JI T W， QU X H，et al. Review of heat pump system in electric vehicles［J］. Refrigeration and Air-Conditioning， 2020， 20（7）：72-81.
15	TAKAYUKI K， NOBUTAKA T， TAKAYUKI Y. Prediction of vibration at operator position and transfer path analysis using engine multi body dynamics model［C］. SAE Paper 2014-01-2316.
16	KLERK D， RIXEN D. Component transfer path analysis method with compensation for test bench dynamics［J］. Mechanical Systems and Signal Processing， 2010，24（6）： 1693-1710.
17	何智成，尹瑞林，郝耀东. 基于传递路径分析的动力传动系统NVH性能匹配研究［J］. 汽车工程， 2017，39（3）：343-350.
	HE Z C， YIN R L， HAO Y D. A research on the matching of power-train NVH performance based on transfer path analysis［J］. Automotive Engineering， 2017，39（3）：343-350.
18	温国庆，李艳斌，殷麒麟. 采用传递路径分析的纯电动车减速器啸叫噪声优化［J］. 重庆理工大学学报（自然科学），2017，31（9）：53-57.
	WEN G Q， LI Y B， YIN Q L. Optimization of electrical vehicle’s gearbox whine noise based on transfer path analysis［J］. Journal of Chongqing University of Technology（Natural Science）， 2017， 31（9）：53-57.
19	庞剑，谌刚，何华. 汽车噪声与振动：理论与应用［M］. 北京：北京理工大学出版社， 2006.
	PANG J， CHEN G， HE H. Automotive noise and vibration： principle and application［M］. Beijing： Beijing Institute of Technology Press， 2006.
20	马大猷. 噪声与振动控制工程手册［M］. 北京：机械工业出版社， 2002.
	MA D Q. Handbook of noise and vibration control［M］. Beijing： China Machine Press， 2002.

空调挡位	怠速EV模式	怠速HEV模式
1挡	≤a₁	≤b₁
2挡	≤a₂	≤b₂
3挡	≤a₃	≤b₃
…	…	…
7挡	≤a₇（环境温度①） ≤a₈（环境温度②） ≤a₉（环境温度③）	≤b₇

[1]	刘志超,郑天雷,柳邵辉,龚慧明. 插电式混合动力乘用车能耗和续驶里程评价方法研究[J]. 汽车工程, 2022, 44(2): 161-170.
[2]	刘志超,郑天雷,龚慧明,保翔,纪梦雪. 基于中国工况的纯电动乘用车续驶里程评价方法研究[J]. 汽车工程, 2021, 43(5): 705-712.
[3]	张英朝,袁伟平,郑镇雨,王国华,沈淳. 汽车雨水管理的数值仿真与评价[J]. 汽车工程, 2021, 43(3): 437-441.
[4]	沈哲, 王毅刚, 杨志刚, 贺银芝, 彭里奇. 用于汽车车内风噪评价的频谱光顺度研究^*[J]. 汽车工程, 2020, 42(9): 1206-1210.