[发明专利]纯电动车怠速工况下空调压缩机低频异响诊断和改善方法

说明书

本发明公开了一种纯电动车怠速工况下空调压缩机低频异响诊断和改善方法，主要包括下述步骤：分析异响来源，通过仿真计算和频谱分析，初步确定声源部位；再采用声学相机成像技术确定最终的声源部位；然后进行声源噪声分析，包括噪声的时域和频域分析、声音过滤器分析、以及音质分析；对纯电动车与竞争车型的空调压缩机进行转子轴振动频率响应测试，确定产生纯电动车噪声的结构；接着，调整空调压缩机的转子轴启动控制策略，将转子轴定位启动变更为转子轴无定位启动；最后，在纯电动车空调压缩机的结构设计和制造加工技术两方面进行改善。本发明方法能够有效地检测和降低空调压缩机的异常噪声。

技术领域

本发明涉及纯电动低频噪声控制领域，特别涉及一种纯电动车怠速工况下空调压缩机低频异响诊断和改善方法。

背景技术

近年来,随着社会经济发展和人类环保意识的增强,也为了子孙后代的长远考虑：全球致力于减少大气污染排放,不同于使用内燃机作为能源驱动的传统汽车,越来越多的大型汽车集团公司把开发目标转移到混合动力电动汽车、插电式混合动力电动汽车、纯电动汽车、氢燃料电池车等新能源汽车领域,在上述各类新能源汽车中，纯电动汽车因其清洁和节能而越来越被广泛使用。然而，除了传统汽车存在的噪声和振动问题外，特别是空调压缩机(简称空压机，以下同)产生的特有的异常噪声，所以快速诊断和消除突出异响现象则成了非常紧迫的问题^[1]。由于这种异响的频率较低，市场上有不少客户抱怨不舒服，但这种低频问题通常又不能通过施加吸声材料来解决，只能通过改进结构设计和制造水平来实现。公开资料显示：北欧的几名声学研究者已经做了大量的调查工作，研究了抱怨者的低频听力功能，以及令人烦恼的声音的特征匹配关系。

驾驶和乘坐舒适性是车辆开发性能中最重要的环节之一,从最初概念设计、产品开发、仿真分析和试验评价,试制阶段,量产性能确认、市场跟踪和持续改善,简而言之,直到下一代中期改款。噪声和振动性能都是汽车舒适性的重要组成部分，直接关系到产品在市场上的口碑。

纯电动试制车在怠速工况的启动初期存在“clicking”和“whoops”异响比较突出的问题，这种现象可能会严重影响产品的商品性能。因此首先,组织专家团队做一些主观听音评价,然后对异响产生的机理及噪声传递路径进行了分析,再用有限元法对车身模态和车内声压分布进行数值模拟计算,接下来，采用声阵列和实时成像方法对异响源做了识别和定位及实时的频谱分析,另外，空调压缩机本体的振动和内部车辆噪声分别进行测量,基于以上这些计算和评价结果,继续做了进一步的调查,随后提供了三项对应的解决方案，包括结构加强、制造工艺改进和空压机在启动初期的控制策略优化，使得空压机的异响问题在一定程度上得到了有效改善。

虽然纯电动汽车没有传统汽油车的发动机噪声问题，但有其自身特有的电器系统噪声问题，尤其是其空调压缩机的噪声问题则突出体现出来。在一款纯电动汽车的产品设计开发过程中，在启动初期，空调压缩机伴随着“clicking”和“whoops”的出现，这两种异常噪声都是难以接受的。首先，需要进行声源识别。另外,从空调压缩机的结构和原理两个方面考虑,做了大量的调查和分析,通过调整控制系统和优化结构设计,相同级别的竞争车型的空调压缩机对比分析,然后设置噪声目标值,解析了异响传递路径和空调压缩机振动响应特性,分析车身骨架振动模态及频率，然后模拟计算车内车身声压场分布。在过去的几年里,随着一些改进的数值计算方法的出现,例如,光滑有限元法(S-FEM),基于节点稳定的光滑有限元法(SNS-FEM),单元分解方法(EDM)等,其中，梯度光滑技术能够较好地处理局部几何结构中严重扭曲的网格，其最大的优点是计算精度高、效率高、可靠性高、稳定性好、收敛速度快。因此，可以实现在节约成本和开发周期，这些都非常适合于工程上的声学模拟预测工作，当然也适用汽车工业领域中汽车车身结构声学性能的开发和设计上的应用。

发明内容