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原文传递微型电动汽车增程器用隔声罩隔声与散热性能研究

论文题名：	微型电动汽车增程器用隔声罩隔声与散热性能研究
关键词：	微型电动汽车;增程器;隔声罩;隔声性能;散热性能
摘要：	微型电动汽车被广泛应用于农村、乡镇、小城市等地区作为日常使用、货物配送、安保巡逻等用车。但其本身的续航里程极为有限，若增加电池容量则会增大微型电动汽车重量和体积，不符合微型电动汽车的设计使用用途。加装增程器能有效解决微型电动汽车续航里程问题，但增程器启动运行时，会破坏电动汽车良好的NVH性能。因此，本文以微型增程式电动汽车为研究对象，针对其增程器启动与运行时突出的噪声问题，提出利用隔声罩将增程器罩起来而控制其噪声的方法，运用隔声吸声等降噪手段，着重研究增程器与隔声罩的位置布局、隔声罩外形结构与内部散热管路设计等关键问题，开展隔声罩隔声性能与散热性能的研究。以保证散热性能为原则，设计了一种隔声性能较好的风冷式增程器隔声罩；同时，为了满足不同车型的隔声罩设计需求，本文提出了一种液冷式增程器隔声罩的设计思路，并对两种方案进行了声学与热学的仿真分析验证。考虑到隔声罩的实际应用问题，提出了风冷式增程器隔声罩的优化方案，进行了优化方案的仿真验证，将优化方案加工为实物样机，完成了优化方案的实验验证。　　（1）增程器及隔声罩的布置与设计。微型电动汽车前舱空间狭窄，将增程器机组置于隔声罩内部，将排气消声器通过排气管引出隔声罩，置于汽车底部，以节省空间便于隔声罩设计。隔声罩进风口正对着汽车迎风面，可利用汽车向前行驶的相对运动使冷空气进入隔声罩内部带走增程器机组散发的热量。而后构建了隔声罩以及增程器的简化三维模型，其中风冷式方案完全利用冷却空气进行散热，液冷式方案缸体部位采用液冷的方式散热，其它部位利用小导管通入冷空气进行散热。　　（2）隔声罩的隔声性能仿真分析。分析了两种方案结构模态，采用基于结构模态的声振耦合方法来进行隔声罩隔声性能仿真分析，得到了隔声罩外部声场的声压云图以及噪声测点的声压频谱图。两种方案均满足隔声罩技术指标要求，具有良好的隔声性能，其中液冷式方案的隔声性能优于风冷式方案，隔声量增加约6dB（A）。　　（3）隔声罩的散热性能仿真分析。抽取两种方案的空腔模型作为流体域，进行流体域的网格划分，根据微型电动汽车增程器启动运行时的实际参数数据设置边界条件和仿真物理模型，运用CFD数值计算方法，利用Star-CCM+软件进行了隔声罩内部空气流动情况以及温度情况的数值模拟分析，得到了两种方案隔声罩内部流场以及温度场情况。其中风冷式方案整体散热性能优于液冷式方案，发电机、曲轴箱、缸盖、变频控制器等部件表面温度以及隔声罩内部空气温度更低，但液冷式方案对缸体部件的散热效果更好。　　（4）风冷式方案的性能优化与验证。考虑到隔声罩的加工问题，以风冷式方案为基础进行了优化方案设计。在隔声罩上方加装一块了导流板，来限制隔声罩上方的空气流通空间，对优化方案进行了声学与热学的仿真分析验证。优化过后的结构对隔声性能基本没有影响，但改善了隔声罩内部流场，使隔声罩的散热性能变得更加良好。将优化方案加工为实物样机，并完成了样机测试与试验。经验证，隔声罩的隔声性能与散热性能均满足设计要求。证明了隔声罩的隔声性能与散热性能模拟仿真分析具有良好的参考性。　　本文按照结构设计、仿真分析和优化改进的思路，设计出了具有良好隔声、吸声以及散热性能的隔声罩。
作者：	隆锐
专业：	工程(车辆工程)
导师：	袁春;罗雄彬
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆理工大学
学位年度：	2022