CN219277423U - 一种改善电动车内噪声的密封结构及电动车 - Google Patents

一种改善电动车内噪声的密封结构及电动车 Download PDF

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张冰天
牛浩龙
彭晨
吴列
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Abstract

本实用新型提供一种改善电动车内噪声的密封结构及电动车，涉及车身技术领域，该密封结构包括：密封垫，密封垫为网格状，密封垫设置在电动汽车的电池包的上盖板与电动汽车的地板之间，密封垫为弹性密封垫，且密封垫处于预压缩状态，进而，密封垫能够与上盖板、地板互相干涉挤压产生反作用力，从而能够提高上盖板的局部刚度，同时也提高了上盖板的局部模态，降低了上盖板的响应，改善了车内噪声，同时，网格状的密封垫能够形成声阻抗不同的界面，当声波遇到声阻抗不同的界面会产生散乱反射，进而使声波引起衰减，从而能够提高电池包与地板之间隔声性能，进一步改善了车内噪声。

Description

一种改善电动车内噪声的密封结构及电动车
技术领域
本实用新型属于车身技术领域，更具体地，涉及一种改善电动车内噪声的密封结构及电动车。
背景技术
以某纯电动车型为例，车辆在低速匀速行驶时，路面激励轮胎，轮胎的扭转模态被激励起来，轮胎通过轴头激励悬架，悬架振动传递到副车架，副车架振动又传递到车身，车身与电池包连接，进而传递到电池包，激励电池包上盖板振动，电池包上盖板振动与车内的密闭空气发生强耦合作用，汽车在这种低频耦合模态激励下如果响应过高，会在车内产生很高的压力脉动，引起人耳不适，甚至头晕，恶心，这种现象常常称为打鼓声或鼓噪。引起鼓噪的原因可以从源、路径、响应三方面来排查，从源方面排查，通过匹配不同轮胎验证车内噪声变化；从路径方面排查，通过仿真分析找出贡献较大的路径，并通过工程方案验证；通过响应方面排查，测试或仿真分析板件模态，基于激励频率，根据相位原理来调整板件模态分布，其中路径包括结构传播噪声和空气传播噪声两种：
结构传播噪声在这里可以理解为轮胎的动态力，通过悬架、副车架传递到车身，引起车身板件或电池包板件振动，板件辐射噪声到车内；
空气传播噪声是轮胎与路面产生的噪声，在空气中传播，并通过车身透射到车内，当声波从一种介质传播到另一种介质时，在两种介质的分界面上，一部分能量反射回原介质，另一部分能量透过界面在另一种介质内传播。
因此，当车辆在粗糙路面上行驶时，我们能感受到一种低频成分的声音，甚至出现压耳感，令人极其不舒适。实际上，这是一种所有车辆普遍存在的声学现象。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有的技术不足提供一种改善电动车内噪声的密封结构及电动车，以解决上述背景技术中提出的当车辆在粗糙路面上行驶时，我们能感受到一种低频成分的声音，甚至出现压耳感，令人极其不舒适。实际上，这是一种所有车辆普遍存在的声学现象的问题。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种改善电动车内噪声的密封结构，该密封结构包括：
密封垫，所述密封垫为网格状，所述密封垫设置在电动汽车的电池包的上盖板与所述电动汽车的地板之间，所述密封垫为弹性密封垫，且所述密封垫处于预压缩状态。
优选地，所述密封垫的预压缩量为所述密封垫厚度的30％-50％。
优选地，所述密封垫的厚度为30mm，所述密封垫的预压缩量为10-15mm。
优选地，所述密封垫粘接在所述上盖板上。
优选地，所述密封垫包括外圈和隔条，所述隔条设置在所述外圈内部并将所述外圈内部分隔成多个腔体，所述外圈的形状与所述上盖板的外形相配合。
优选地，所述腔体呈多边形状。
优选地，所述密封垫为聚氨酯PU发泡带。
优选地，所述密封垫为闭孔海绵带。
一种电动车，包括所述的改善电动车内噪声的密封结构。
优选地，所述上盖板为长纤维复合板。
本实用新型提供一种改善电动车内噪声的密封结构及电动车，其有益效果在于：
该密封结构的密封垫为弹性密封垫，设置在电动车的电池包的上盖板与电动车的地板之间，并处于预压缩状态，进而，密封垫能够与上盖板、地板互相干涉挤压产生反作用力，从而能够提高上盖板的局部刚度，同时也提高了上盖板的局部模态，降低了上盖板的响应，改善了车内噪声。
该密封结构的密封垫设置为网格状，网格状的密封垫能够形成声阻抗不同的界面，当声波遇到声阻抗不同的界面会产生散乱反射，进而使声波引起衰减，从而能够提高电池包与地板之间隔声性能，进一步改善了车内噪声。
本实用新型的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
通过结合附图对本实用新型示例性实施方式进行更详细的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本实用新型示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了根据本实用新型的一个实施例的一种改善电动车内噪声的密封结构及电动车的密封垫结构示意图一；
图2示出了根据本实用新型的一个实施例的一种改善电动车内噪声的密封结构及电动车的密封垫设置到上盖板的结构示意图；
图3示出了根据本实用新型的一个实施例的一种改善电动车内噪声的密封结构及电动车的上盖板、密封垫和地板的配合结构示意图一；
图4示出了根据本实用新型的一个实施例的一种改善电动车内噪声的密封结构及电动车的密封垫预压缩量表示结构示意图一；
图5示出了根据本实用新型的一个实施例的一种改善电动车内噪声的密封结构及电动车的密封垫结构示意图二；
图6示出了根据本实用新型的一个实施例的一种改善电动车内噪声的密封结构及电动车的密封垫各腔体的结构示意图；
图7示出了根据本实用新型的一个实施例的一种改善电动车内噪声的密封结构及电动车的上盖板、密封垫和地板的配合结构示意图二；
图8示出了根据本实用新型的一个实施例的一种改善电动车内噪声的密封结构及电动车的密封垫预压缩量表示结构示意图二；
图9示出了根据本实用新型的一个实施例的一种改善电动车内噪声的密封结构及电动车的上盖板改进前后的频率响应函数；
图10示出了根据本实用新型的一个实施例的一种改善电动车内噪声的密封结构及电动车的上盖板改进前后的静态ATF试验对比；
图11示出了根据本实用新型的一个实施例的一种改善电动车内噪声的密封结构及电动车的路试粗糙沥青路40km/h噪声试验对比；
图12示出了根据本实用新型的一个实施例的一种改善电动车内噪声的密封结构及电动车的路试粗糙沥青路100km/h噪声试验对比。
附图标记说明：
1、密封垫；2、腔体；3、电池包；4、地板。
具体实施方式
下面将更详细地描述本实用新型的优选实施方式。虽然以下描述了本实用新型的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本实用新型更加透彻和完整，并且能够将本实用新型的范围完整地传达给本领域的技术人员。
本实用新型提供一种改善电动车内噪声的密封结构，该密封结构包括：
密封垫，密封垫为网格状，密封垫设置在电动汽车的电池包的上盖板与电动汽车的地板之间，密封垫为弹性密封垫，且密封垫处于预压缩状态。
具体的，结构传播噪声在这里可以理解为轮胎的动态力，通过悬架、副车架传递到车身，引起车身板件或电池包板件振动，板件辐射噪声到车内。板件是鼓噪的响应部分，而鼓噪是典型的单一频率激励下的噪声响应，如果车身板件模态分布合理，避开激励频率，那么噪声峰值会降低。模态测试经常是测量频响函数(Frequency Response Function，FRF)。频响函数是结构的输出响应和输入激励力之比。同时测量激励力和由该激励力引起的结构响应，将测量的时域数据通过快速傅里叶变换(FFT)从时域变换到频域，经过变换，频响函数最终呈现为复数形式。频响函数极大值对应的是动刚度曲线的极小值，也就是说频响函数幅值大的频率处，动刚度小，在该频率处，很小的激励就容易把结构激励起来。而频响函数幅值小的频率处，动刚度大，结构很难或不能被激励起来；
因此，如图1-4所示，基于结构传播噪声，设计了该密封结构，该密封结构的密封垫为弹性密封垫，设置在电动车的电池包的上盖板与电动车的地板之间，并处于预压缩状态，进而，密封垫能够与上盖板、地板互相干涉挤压产生反作用力，从而能够提高上盖板的局部刚度，同时也提高了上盖板的局部模态，降低了上盖板的响应，改善了车内噪声；
空气传播噪声是轮胎与路面产生的噪声，在空气中传播，并通过车身透射到车内。当声波从一种介质传播到另一种介质时，在两种介质的分界面上，一部分能量反射回原介质，另一部分能量透过界面在另一种介质内传播；
因此，如图1-4所示，基于空气传播噪声，该密封结构的密封垫设置为网格状，网格状的密封垫能够形成声阻抗不同的界面，当声波遇到声阻抗不同的界面会产生散乱反射，进而使声波引起衰减，从而能够提高电池包与地板之间隔声性能，进一步改善了车内噪声；
优选地，密封垫的预压缩量为密封垫厚度的30％-50％。
具体的，密封垫的厚度可根据上盖板与地板之间的间隙做调整，确保密封垫能够与上盖板、地板互相干涉挤压产生反作用力。
优选地，密封垫的厚度为30mm，密封垫的预压缩量为10-15mm。
具体的，如图8所示，以现有的电动车为例，当在现有的电动车上实施时，优选密封垫的厚度为30mm，密封垫的预压缩量为10-15mm。
优选地，密封垫粘接在上盖板上。
具体的，如图2所示，粘接的方式能够对密封垫起到固定的作用，同时该方式易于实现。
优选地，密封垫包括外圈和隔条，隔条设置在外圈内部并将外圈内部分隔成多个腔体，外圈的形状与上盖板的外形相配合；
腔体呈多边形状。
具体的，以现有的电动车为例，当在现有的电动车上实施时，如图5-图7所示，通过隔条将外圈内部分隔成六个小腔体，其中①②号腔体XY平面俯视图为多边形，边a长度为310mm，边b长度为341m，边c长度为420mm，边d长度为600mm，边e长度为600mm；③④⑤⑥号腔体XY平面俯视图为正方形，边长为600mm。
优选地，密封垫为聚氨酯PU发泡带或闭孔海绵带。
具体的，选用的聚氨酯PU发泡带或闭孔海绵带的密度为70±20kg/m3，永久变形量≤50％，符合密封垫的工作要求。
一种电动车，包括的改善电动车内噪声的密封结构。
具体的，对本方案进行了试验验证，如图11所示，电动车匀速40km/h在粗糙沥青路面行驶时，在20-70Hz频段，前排外耳声压级改善4.1dB(A)，内耳声压级改善4.3dB(A)，其中图11中，FLL表示驾驶员外耳，FLR表示驾驶员内耳，偏上的线段为改进前的状态，偏下的线段为改进后的状态；如图12所示，电动车匀速100km/h在光滑沥青路面行驶时，在400-1000Hz频段，后排外耳声压级改善1.6dB(A)，内耳声压级改善3.3dB(A)，其中图11中，FLL表示驾驶员外耳，FLR表示驾驶员内耳，偏上的线段为改进前的状态，偏下的线段为改进后的状态；进而可有效改善电动车行驶过程中低频噪声大和中高频噪声大的问题。
优选地，上盖板为长纤维复合板。
具体的，对本方案进行了试验验证，当上盖板为长纤维复合板时，上盖板的局部模态为34Hz，采用本方案后，上盖板的局部刚度提高了，局部模态为39Hz，进而降低了上盖板的响应，改善了车内噪声。
实施例
如图1-8所示，本实用新型提供一种改善电动车内噪声的密封结构，该密封结构包括：
密封垫1，密封垫1为网格状，密封垫1设置在电动汽车的电池包3的上盖板与电动汽车的地板4之间，密封垫1为弹性密封垫，且密封垫1处于预压缩状态。
在本实施例中，密封垫1的预压缩量为密封垫1厚度的30％-50％。
在本实施例中，密封垫1的厚度为30mm，密封垫1的预压缩量为10-15mm。
在本实施例中，密封垫1粘接在上盖板上。
在本实施例中，密封垫1包括外圈和隔条，隔条设置在外圈内部并将外圈内部分隔成多个腔体2，外圈的形状与上盖板的外形相配合。
在本实施例中，腔体2呈多边形状。
在本实施例中，密封垫1为聚氨酯PU发泡带。
在本实施例中，密封垫1为闭孔海绵带。
一种电动车，包括的改善电动车内噪声的密封结构。
在本实施例中，上盖板为长纤维复合板。
综上，本实用新型提供的改善电动车内噪声的密封结构在电动车上实施时，结构传播噪声在这里可以理解为轮胎的动态力，通过悬架、副车架传递到车身，引起车身板件或电池包板件振动，板件辐射噪声到车内。板件是鼓噪的响应部分，而鼓噪是典型的单一频率激励下的噪声响应，如果车身板件模态分布合理，避开激励频率，那么噪声峰值会降低。模态测试经常是测量频响函数(Frequency Response Function，FRF)。频响函数是结构的输出响应和输入激励力之比。同时测量激励力和由该激励力引起的结构响应，将测量的时域数据通过快速傅里叶变换(FFT)从时域变换到频域，经过变换，频响函数最终呈现为复数形式。频响函数极大值对应的是动刚度曲线的极小值，也就是说频响函数幅值大的频率处，动刚度小，在该频率处，很小的激励就容易把结构激励起来。而频响函数幅值小的频率处，动刚度大，结构很难或不能被激励起来；
因此，基于结构传播噪声，设计了该密封结构，该密封结构的密封垫1为弹性密封垫，设置在电动车的电池包3的上盖板与电动车的地板4之间，并处于预压缩状态，进而，密封垫1能够与上盖板、地板4互相干涉挤压产生反作用力，从而能够提高上盖板的局部刚度，同时也提高了上盖板的局部模态，降低了上盖板的响应，改善了车内噪声；
对本方案进行了试验验证，由于频率响应函数仅受结构参数的影响，因此可以用它来反映结构参数变化对***响应特性的影响。采用本方案密封垫1后，会影响上盖板频率响应函数。如图9所示，可见改进后的频率响应函数在100Hz以下的幅值均明显下降，初步说明本方案有低频滤波的作用。
空气传播噪声是轮胎与路面产生的噪声，在空气中传播，并通过车身透射到车内。当声波从一种介质传播到另一种介质时，在两种介质的分界面上，一部分能量反射回原介质，另一部分能量透过界面在另一种介质内传播；
因此，基于空气传播噪声，该密封结构的密封垫1设置为网格状，网格状的密封垫1能够形成声阻抗不同的界面，当声波遇到声阻抗不同的界面会产生散乱反射，进而使声波引起衰减，从而能够提高电池包3与地板4之间隔声性能，进一步改善了车内噪声；
对本方案进行了试验验证，上盖板与地板4之间实用密封垫1后，如图10所示，在静态ATF测试中，地板4测点有明显效果，在400-3150Hz频段约改善3-5dB，提高了隔声性能，其中图10中，偏上的线段为改进前的状态，偏下的线段为改进后的状态。
以上已经描述了本实用新型的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种改善电动车内噪声的密封结构，其特征在于，该密封结构包括：
密封垫，所述密封垫为网格状，所述密封垫设置在电动汽车的电池包的上盖板与所述电动汽车的地板之间，所述密封垫为弹性密封垫，且所述密封垫处于预压缩状态。
2.根据权利要求1所述的一种改善电动车内噪声的密封结构，其特征在于，所述密封垫的预压缩量为所述密封垫厚度的30％-50％。
3.根据权利要求1所述的一种改善电动车内噪声的密封结构，其特征在于，所述密封垫的厚度为30mm，所述密封垫的预压缩量为10-15mm。
4.根据权利要求1所述的一种改善电动车内噪声的密封结构，其特征在于，所述密封垫粘接在所述上盖板上。
5.根据权利要求1所述的一种改善电动车内噪声的密封结构，其特征在于，所述密封垫包括外圈和隔条，所述隔条设置在所述外圈内部并将所述外圈内部分隔成多个腔体，所述外圈的形状与所述上盖板的外形相配合。
6.根据权利要求5所述的一种改善电动车内噪声的密封结构，其特征在于，所述腔体呈多边形状。
7.根据权利要求1所述的一种改善电动车内噪声的密封结构，其特征在于，所述密封垫为聚氨酯PU发泡带。
8.根据权利要求1所述的一种改善电动车内噪声的密封结构，其特征在于，所述密封垫为闭孔海绵带。
9.一种电动车，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的改善电动车内噪声的密封结构。
10.根据权利要求9所述的一种电动车，其特征在于，所述上盖板为长纤维复合板。
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