新能源汽车热泵系统的NVH挑战与优化之道

一、热泵系统的NVH痛点

热泵系统的核心部件是压缩机，它通常需要在高转速、大负荷下运行。与传统燃油车不同，新能源汽车在纯电模式下没有发动机的掩蔽效应，因此热泵系统运行时产生的噪声和振动更容易被察觉。具体来说，热泵系统的NVH问题主要体现在以下几个方面：

1. 压缩机高转速时噪声大：在低温制热或高负荷制冷时，压缩机转速升高，噪声也随之增大。

2. 转向盘振动显著增强：热泵系统运行时产生的振动会通过管路传递到车内，最终影响到转向盘。

3. 中高频激励成分增多：热泵系统运行时会产生大量中高频噪声，这些噪声尖锐刺耳，容易引发乘客不适。

4. 车外压缩机噪声突兀：在车辆静止或低速行驶时，压缩机的噪声会直接传递到车外，影响车辆的整体静谧性。

二、热泵系统NVH优化的“技术锦囊”

为了解决热泵系统的NVH问题，工程师们从多个角度入手，开发了一系列优化方案。

（一）车内噪声优化：从源头到路径的全面治理

车内噪声的主要来源是压缩机运行时产生的振动。以某款热泵空调为例，工程师们通过分析发现，车内200250 Hz频段存在明显的共振带，而这一频段的振动特征与压缩机的运行状态高度一致。通过仿真分析，发现压缩机壳体的安装点刚度不足，导致

振动传递到车内。

解决方案：

工程师们对压缩机壳体安装点进行了加强设计，提高了连接刚度和模态频率。优化后，车内240 Hz的噪声共振带完全消失，优化效果显著。

此外，热泵系统运行时，冷媒排出会产生压力脉动，这些脉动通过管路传递到车内，成为车内噪声的重要来源。为了解决这一问题，工程师们采取了以下措施：

1. 优化管路设计：通过增加软管长度、调整管路固定点的隔振性能，减少振动传递。

2. 安装管路消声器：通过仿真分析，确定最优的消声器容积，有效抑制压力脉动，降低管路振动。

（二）转向盘振动优化：隔振与缓冲的双重策略

热泵系统运行时，压缩机的振动会通过管路传递到HVAC箱体，最终影响转向盘。为了减少这种振动传递，工程师们在HVAC箱体上采取了多种优化措施：

1. 隔振设计：对车内冷凝器管路进行隔振处理，避免刚性连接，减少振动传递。

2. 填充缓冲材料：在箱体间隙中填充PU发泡材料，进一步吸收振动能量。

3. 优化安装结构：控制冷凝器芯体与箱体之间的间隙，减少振动传递路径。

通过这些措施，转向盘的振动幅值显著降低，驾驶体验更加舒适。

（三）车外噪声优化：声学包的“降噪魔法”

车外噪声主要来源于压缩机的高转速运行。为了降低车外噪声，工程师们开发了专门的压缩机声学包。

这种声学包不仅需要在中高频段具有良好的吸声性能，还要在低频段具备出色的隔声效果。

优化方案：

1. 声学包设计：根据压缩机的噪声频谱特性，设计了包含吸声材料和隔声材料的声学包。

2. 整车验证：在消声室内进行整车测试，结果显示中高频噪声降低了近5 dB，不同

转速下的总噪声优化了3 dB。

（四）控制策略优化：智能调节，兼顾舒适与效率

除了硬件优化，热泵系统的控制策略也对NVH性能至关重要。

工程师们根据不同工况（如怠速、静置充电、行车等）和驾驶模式（如EV模式或HEV模式），制定了灵活的压缩机转速控制策略。

例如，在EV怠速或低速行驶时，乘客对噪声更为敏感。此时，压缩机会根据空调挡位、车辆速度以及乘员舱和电池包的需求，智能调整转速，确保在满足舒适性和效率

的前提下，将噪声降到最低。

三、优化后的效果：显著提升的驾乘体验

经过一系列优化后，热泵系统的NVH性能得到了显著提升。

车内噪声共振带消失，转向盘振动大幅减少，车外噪声也得到了有效控制。最终，车辆的整体静谧性达到了预期目标，驾乘体验得到了极大改善。

四、结语

热泵系统作为新能源汽车的重要组成部分，其NVH性能直接影响到用户的驾乘体验。通过从硬件设计到控制策略的全面优化，工程师们成功解决了热泵系统的NVH难题，让新能源汽车在高效节能的同时，也能为用户提供安静舒适的驾乘环境。

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