本發(fā)明涉及汽車零部件設(shè)計，具體地指一種動力電池風(fēng)冷系統(tǒng)降噪擴張式諧振器設(shè)計方法。

背景技術(shù)：

1、混合動力汽車的動力電池冷卻系統(tǒng)方案，部分車型使用的是強制風(fēng)冷式，需要搭載鼓風(fēng)機提供動力來強制氣體流動，但鼓風(fēng)機在高速運行時會產(chǎn)生氣流聲過大的問題，直接影響到整車的舒適性和乘坐體驗?，F(xiàn)有技術(shù)中，針對鼓風(fēng)機降噪的處理方式多種多樣，如通過優(yōu)化鼓風(fēng)機的結(jié)構(gòu)來降低噪音，但效果往往不明顯，且難以兼顧動力性和可靠性，而通過在鼓風(fēng)機出口加裝消音器的方式，雖然增加了一定的成本，但能在一定程度上降低噪音，達到客戶滿意的效果。

2、由于消音器布置在后備箱的側(cè)面，其空間受限，更受限于拆裝工藝便利性的要求，需要設(shè)計一個結(jié)構(gòu)簡單，拆裝便捷，且消音性能良好的消音器，而傳統(tǒng)汽車進氣系統(tǒng)管道聲學(xué)優(yōu)化中使用的旁支形諧振器，受限于形狀，不能很好的匹配苛刻的布置空間，而且降噪效果也不理想，因此被放棄，需要考慮新的諧振器設(shè)計方案。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的就是要解決上述背景技術(shù)的不足，提供一種動力電池風(fēng)冷系統(tǒng)降噪擴張式諧振器設(shè)計方法。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種動力電池風(fēng)冷系統(tǒng)降噪擴張式諧振器設(shè)計方法，包括：

3、確定諧振器目標消聲頻率和目標消聲量；

4、基于汽車后備箱邊界設(shè)計諧振器腔體結(jié)構(gòu)；

5、基于鼓風(fēng)機出風(fēng)口位置和尺寸確定諧振器進氣管的安裝位置和安裝尺寸以及諧振器出氣管初始安裝尺寸；

6、基于諧振器進氣管的安裝位置及尺寸并根據(jù)諧振器目標消聲頻率進行仿真分析獲得諧振器出氣管的安裝位置；

7、基于仿真分析確定諧振器出氣管最終安裝尺寸。

8、根據(jù)本技術(shù)提供的一種動力電池風(fēng)冷系統(tǒng)降噪擴張式諧振器設(shè)計方法，所述確定諧振器目標消聲頻率的方法包括：所述諧振器目標消聲頻率為鼓風(fēng)機額定轉(zhuǎn)速時的峰值頻率；所述目標消聲量為鼓風(fēng)機出風(fēng)口噪聲與容許噪聲差值。

9、根據(jù)本技術(shù)提供的一種動力電池風(fēng)冷系統(tǒng)降噪擴張式諧振器設(shè)計方法，所述基于汽車后備箱邊界設(shè)計諧振器腔體結(jié)構(gòu)的方法包括：將諧振器布置在汽車后備箱y向左側(cè)后部的護板內(nèi)，按照諧振器與護板內(nèi)周邊零部件的間距不小于設(shè)定距離且諧振器最大程度充填護板內(nèi)空間的要求構(gòu)建諧振器。

10、根據(jù)本技術(shù)提供的一種動力電池風(fēng)冷系統(tǒng)降噪擴張式諧振器設(shè)計方法，所述基于鼓風(fēng)機出風(fēng)口位置和尺寸確定諧振器進氣管的安裝位置和安裝尺寸的方法包括：將諧振器進氣管布置在諧振器面向鼓風(fēng)機出風(fēng)口一側(cè)，將諧振器進氣管口方向設(shè)計成使氣流方向指向諧振器空腔中心，同時使連通諧振器進氣管與鼓風(fēng)機出風(fēng)口之間的連通管最短且彎頭最少；按照諧振器進氣管流通截面積與鼓風(fēng)機出風(fēng)口流通截面積相等的方式確定諧振器進氣管的尺寸。

11、根據(jù)本技術(shù)提供的一種動力電池風(fēng)冷系統(tǒng)降噪擴張式諧振器設(shè)計方法，所述基于鼓風(fēng)機出風(fēng)口位置和尺寸確定諧振器出氣管初始安裝尺寸的方法包括：按照諧諧振器出氣管流通截面積不大于鼓風(fēng)機出風(fēng)口流通截面積的要求獲得諧振器出氣管初始安裝尺寸。

12、根據(jù)本技術(shù)提供的一種動力電池風(fēng)冷系統(tǒng)降噪擴張式諧振器設(shè)計方法，所述基于諧振器進氣管的安裝位置并根據(jù)諧振器目標消聲頻率進行仿真分析獲得諧振器出氣管的安裝位置的方法包括：選擇諧振器中除諧振器進氣管安裝側(cè)和相對側(cè)的其他側(cè)作為諧振器出氣管安裝側(cè)；諧振器出氣管的出氣方向與諧振器進氣管的進氣方向之間的夾角處于設(shè)定角度范圍內(nèi)。

13、根據(jù)本技術(shù)提供的一種動力電池風(fēng)冷系統(tǒng)降噪擴張式諧振器設(shè)計方法，基于諧振器出氣管布置要求在諧振器出氣管安裝側(cè)劃定安裝范圍，從安裝范圍內(nèi)選擇一初始安裝位置構(gòu)建諧振器的三維聲學(xué)仿真模型，基于諧振器的三維聲學(xué)仿真模型識別出諧振器體積、連接喉管長度和連接喉管截面積，基于諧振器共振頻率計算公式當前安裝位置下的諧振頻率，依次進行，直至獲得安裝范圍內(nèi)所有安裝位置下的諧振頻率，選擇最優(yōu)效果的諧振頻率對應(yīng)的安裝位置作為諧振器出氣管安裝位置。

14、根據(jù)本技術(shù)提供的一種動力電池風(fēng)冷系統(tǒng)降噪擴張式諧振器設(shè)計方法，所述選擇最優(yōu)效果的諧振頻率對應(yīng)的安裝位置作為諧振器出氣管安裝位置的方法包括：選擇諧振頻率與目標消聲頻率最為接近的安裝位置作為諧振器出氣管安裝位置。

15、根據(jù)本技術(shù)提供的一種動力電池風(fēng)冷系統(tǒng)降噪擴張式諧振器設(shè)計方法，所述基于仿真分析確定諧振器出氣管最終安裝尺寸的方法包括：基于諧振器出氣管初始安裝尺寸確定諧振器出氣管流通截面積范圍；選擇諧振器出氣管流通截面積范圍中的最大值作為初始值，構(gòu)建諧振器數(shù)據(jù)模型對初始值進行cfd仿真分析驗證，驗證諧振器出氣管流通截面積為初始值時諧振器是否滿足設(shè)計流阻目標，若滿足設(shè)計流阻目標，則在初始值的基礎(chǔ)上減小一設(shè)定幅值進行第二次cfd仿真分析驗證，依次進行，直至第一次獲得未達到設(shè)計流阻目標的第一未達標值，選擇第一未達標值的前一驗證值作為諧振器出氣管流通截面積的最優(yōu)值。

16、根據(jù)本技術(shù)提供的一種動力電池風(fēng)冷系統(tǒng)降噪擴張式諧振器設(shè)計方法，將諧振器出氣管設(shè)計為圓形，以諧振器出氣管流通截面積范圍中的最大值對應(yīng)的第一直徑作為初始驗證值，構(gòu)建諧振器數(shù)據(jù)模型對初始驗證值進行cfd仿真分析驗證，驗證諧振器出氣管流通截面積為初始驗證值時諧振器是否滿足設(shè)計流阻目標，若滿足設(shè)計流阻目標，則在第一直徑的基礎(chǔ)上減小一設(shè)定直徑進行第二次cfd仿真分析驗證，依次進行，直至第一次獲得未達到設(shè)計流阻目標的第一未達標值，選擇第一未達標值的前一驗證值作為諧振器出氣管流通截面積的最優(yōu)值。

17、本技術(shù)的優(yōu)點有：1、本技術(shù)提供了一種用于動力電池風(fēng)冷系統(tǒng)的鼓風(fēng)機降噪的諧振器的設(shè)計方法，本技術(shù)的設(shè)計方法能夠基于汽車后備箱結(jié)構(gòu)以及鼓風(fēng)機結(jié)構(gòu)設(shè)計出合適的諧振器結(jié)構(gòu)，能夠在不制造實物的情況下，獲得優(yōu)化的諧振器結(jié)構(gòu)，確保形成的諧振器能夠最大程度的滿足風(fēng)冷系統(tǒng)鼓風(fēng)機降噪的要求，可充分利用苛刻的布置空間，形狀自由，設(shè)計靈活度大。通過諧振器進氣管口方向設(shè)計，使氣流方向指向諧振器空腔中心，充分利用了氣流流動壓縮諧波效應(yīng)，加強諧振器的諧振能力，提高消聲量和擴大有效消聲頻率范圍，進而最大限度改善鼓風(fēng)機的高速氣流噪聲；

18、2、本技術(shù)獲取諧振器目標消聲頻率的方式非常簡單，實際上本技術(shù)獲取的諧振器目標消聲頻率是通過鼓風(fēng)機額定轉(zhuǎn)速時的峰值頻率來確定的，這樣能夠在設(shè)計初期明確設(shè)計目標，最大程度獲得對鼓風(fēng)機降噪的諧振器結(jié)構(gòu)；

19、3、本技術(shù)利用后備箱左側(cè)后部護板空間作為諧振器的安裝空間，為了最大程度利用護板空間，本技術(shù)設(shè)計諧振器按照最大程度充填護板空間的方式進行操作的，諧振器體積越大，降噪效果越好，同時為了避免諧振器對周圍零部件產(chǎn)生干擾振動，本技術(shù)在設(shè)計之初就保持諧振器與周圍零部件一定的間隔布置，避免了車輛使用過程中零部件干涉的發(fā)生；

20、4、本技術(shù)確定諧振器進氣管的安裝位置和安裝尺寸的方法非常簡單，直接通過鼓風(fēng)機出風(fēng)口尺寸確定諧振器進氣管安裝尺寸，諧振器進氣管流通截面積與鼓風(fēng)機出風(fēng)管流通截面積相等能夠最大程度減小氣體衰減，氣體流動更為平順，避免產(chǎn)生了噪聲，諧振器進氣管布置在諧振器面向鼓風(fēng)機出風(fēng)口一側(cè)，兩者之間的連通管最短且彎頭最少，對氣體阻擋更小，氣體流動更為順暢，進一步削減噪聲；

21、5、本技術(shù)確定諧振器出氣管初始安裝尺寸的方法非常簡單，只要將確定諧振器出氣管初始安裝尺寸設(shè)計得不大于鼓風(fēng)機出風(fēng)口流通截面積，首先確定一個合適的范圍，即初始安裝尺寸，后續(xù)對初始安裝尺寸進行仿真分析，大幅度減小了仿真分析的數(shù)據(jù)處理量，提高了設(shè)計的效率；

22、6、本技術(shù)將諧振器出氣管的安裝位置設(shè)計在除諧振器進氣管安裝側(cè)和相對側(cè)的其他側(cè)，這樣設(shè)計的目的是為了使諧振器的進氣和出氣是相交的，進氣能夠最大程度的沖擊諧振器空腔部分的空氣，強化諧振效應(yīng)，能夠最大程度的提高諧振器各頻率段的消聲量；

23、7、本技術(shù)通過對諧振器進行三維聲學(xué)仿真，可以從符合諧振器出氣管安裝位置要求的安裝側(cè)內(nèi)選擇出最優(yōu)的安裝位置，確保能最大程度的達到設(shè)定的消聲要求；

24、8、本技術(shù)通過將聲學(xué)仿真獲取的諧振頻率與目標消聲頻率進行比對，就能夠判斷當前諧振器出氣管安裝位置是否能夠達到設(shè)定的消聲要求，整體判斷方式簡單

25、9、本技術(shù)是通過對諧振器出氣管流通截面積進行cfd仿真分析，通過迭代計算的方式獲得最優(yōu)結(jié)果，整體操作簡單，分析快速高效，能夠很快得到最符合當前要求的諧振器出氣管流通截面積

26、10、本技術(shù)在對諧振器出氣管流通截面積進行仿真分析過程中，為了方便迭代分析計算，選擇諧振器出氣管為圓管，每次以圓管對應(yīng)的直徑作為迭代分析基礎(chǔ)，在對應(yīng)直徑上進行增減進行分析，操作簡單，分析計算量大幅度降低。

27、本技術(shù)的動力電池風(fēng)冷系統(tǒng)降噪擴張式諧振器設(shè)計方法能夠在狹小空間內(nèi)設(shè)計出合適的諧振器結(jié)構(gòu)，能夠在不制造實物的情況下，獲得優(yōu)化的諧振器結(jié)構(gòu)，充分利用布置空間，利用了氣流流動壓縮諧波效應(yīng)，加強諧振器的諧振能力，提高消聲量和擴大有效消聲頻率范圍，進而最大限度改善鼓風(fēng)機的高速氣流噪聲。