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电动车开空调像坐在“低音炮”上?80~160 Hz 低频轰鸣的真凶,是空调箱这块塑料板

1天前浏览71
新能源车安静了,以前被发动机掩盖的辅助系统噪声,现在全浮出来了。

不少车主抱怨:车停着,空调一开,车厢里就灌进一种闷闷的“轰——”声,像远处有卡车怠速。这不是错觉,是空调箱结构振动在唱歌

协众国际热管理系统刘会、王浩 2026 年发在《汽车电器》的论文,拿一台实车空调箱台架,把这件事从“人耳觉得吵”推进到“数据锁死 100 Hz 尖峰、锤击试验抓出压风面、加筋加厚直接砍掉 3 dB”。


一、问题长什么样:80~160 Hz 冒尖,100 Hz 最刺耳

半消音室里搭空调箱台架,麦克风对着吹面出风口、模拟三排乘客右耳、鼓风机底部。

图 1 噪声测试台架

鼓风机一转,人耳清晰听到低频轰鸣。频谱上,被测空调箱在 80~160 Hz 频率段拉出明显尖峰,和“平台较好”的空调箱(红线)一比,差值集中在这一带——100 Hz 左右那根峰,就是轰鸣感的来源

图 2 噪声频谱对比

空调系统噪声地图也佐证:80~160 Hz 正好落在“结构振动相关噪声”的管辖区,气动宽频和电磁噪声在这一段贡献没那么大。


二、用锤子敲出来:压风面局部模态 100 Hz 撞上激励

噪声在 100 Hz 附近,那结构里哪个部位在 100 Hz 附近“软”?

论文用力锤敲击 + 原点频响函数(FRF)做局部模态试验:在空调箱背风面激励,附近布加速度传感器收响应。

图 3 局部模态试验 FRF 曲线

曲线上,背风面在 100 Hz 左右出现一个大于平均值 3 倍以上的尖峰——这说明该区域局部模态能量高度聚集,刚度不够,一激就响。结合仿真,这个“背风面”对应的正是气流压力最大的压风面(蜗壳内侧受压区),是结构最薄弱的环节。


三、仿真怎么做的:20 万网格 + 模态叠加法,锁定压风面加速度

把 3D 模型抽中面,2 mm 网格,壳单元为主,硬连接 rbe2、软连接 rbe3,总网格数 202908。自由模态提取 80~160 Hz 段,蹦出十几阶模态(第十三阶 80.4 Hz 到第三十二阶 154.9 Hz),说明这个频段结构本身就很“密”,稍微有点气流激励就容易踩中某一阶。

图 4 空调箱网格模型

频响分析(模态叠加法)直接扫压风面:原始状态该位置加速度响应在危险频段内最大值约 3.5×10⁵ mm/s²,量级惊人——压风面像一面被气流敲打的鼓,振动直接辐射成 100 Hz 轰鸣


四、怎么改:压风面加筋加厚,蜗壳上蜂窝筋

优化方向很朴素:把这块“鼓面”钉厚实

  • 压风面原有加强筋加高、加厚
  • 空调箱蜗壳区域补上蜂窝状加强筋
  • 加强筋分布从稀疏变密集
     

图 5 加强筋优化示意

优化后网格重算频响(图6,红曲线):压风面加速度最大值降到约 3.5×10⁴ mm/s²,比原始状态降了一个数量级。结构强度上来了,振动贡献量塌下去,噪声尖峰自然没了根基。

图 6 优化前后压风面局部模态频响仿真结果对比


五、台架兜底:平均噪声 27.5 → 24.5 dB,尖峰消失

同样半消音室条件,优化后空调箱重测(原文 Fig.9)。绿线是优化后,红线是原始状态,蓝线是平台较好状态。

图 6 优化后噪声测试对比

  • 80~160 Hz 危险段平均噪声从 27.5 dB 降到 24.5 dB
  • 此前识别出的尖峰完全消失
  • 人耳主观评价:低频轰鸣声听不到了

降噪贡献量 3 dB——声压级每降 3 dB,声能量减半。不是“稍微好一点”,是“那团闷响没了”。


六、给空调箱 NVH 正向开发的三条提醒

  1. 80~160 Hz 是空调箱结构噪声的“高危带”


     
    外部激励多在 40 Hz 以下,靠整体一阶模态避频就能躲;但内部气流激励宽频,一旦局部模态落进 80~160 Hz,就会和气流压力脉动耦合出轰鸣。设计初期就该把压风面局部模态扫一遍。  
  2. 压风面(蜗壳受压区)是强度短板,不是壁厚越均匀越好


     
    气流压力梯度最大就在这块,单靠加料不如加筋——蜂窝筋、加密筋,用结构刚度换振动衰减,比堆材料轻、比改风机便宜。  
  3. 台架测试 + 局部模态锤击 + 频响仿真,三步闭环


     
    论文这套流程(噪声测试锁频率 → 力锤抓薄弱区 → 仿真定位+优化 → 台架验证)可以原样搬到其他家电、商用车空调箱上,不用等整车出来再改模。  

一句话总结

新能源车空调箱低频轰鸣,不是风机不好,是压风面这块塑料板在 100 Hz 附近“唱歌”;用锤子敲出来、用加强筋钉死,3 dB 的降幅就能让车厢从“闷罐”回到安静——NVH 的胜负,往往就在这一块局部结构的刚度上。


参考文献:刘会, 王浩. 某电动车型空调箱 NVH 性能分析与优化[J]. 汽车电器, 2026(2): 119-122.

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来源:汽车NVH云讲堂
振动汽车新能源材料NVH试验
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2026-09-16
最近编辑:1天前
吕老师
硕士 28年汽车行业从业经验,深耕悬置...
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