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NVH 作为汽车研发之初的一项重要参数指标,其实对于每个主机厂甚至每款车型来说都有着不一样的定义,但就测评角度来说也是我们评判起来一个比较难以定夺的主观性词语。
换做燃油车年代,NVH、静谧性这两个词几乎是豪华车以及豪华品牌的专属属性,对于价格亲民的家用车来说,里面这种种似乎与我们普通的消费者变得遥不可及,体验不多,对这里面的了解也知之甚少。
但是随着新能源汽车的不断发展,舒适性已经成为当下车型的重要条件,像前段时间热门的冰箱、彩电、大沙发这种比较客观的舒适性配置之外,还延申出了人们对主观层面的舒适性要求,而其中就有 NVH 这一项指标。
今天我受邀参加了理想汽车的 NVH 技术开放日,作为一款宗旨为打造家庭舒适的豪华品牌,理想在 NVH 方面又有哪些见解?理想车型在 NVH 方面又有哪些不为人知的研发技术,工程师们对 NVH 方面又做了哪些努力?
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这篇文章里我将和大家一起走进关于理想汽车在 NVH 研发背后的故事,通过直观的参数和通俗的言语来表达关于NVH 方面不为人知的“玄学”。
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一、理想汽车对于 NVH 的理解
会议开始,先由理想汽车的汽车公关总监余巍给我们讲解理想汽车在 NVH 方面的一些见解以及追求 NVH 的必要性。
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余巍说到,目前噪音已经成为继“空气污染”之外对人健康造成影响的第二大威胁;长期处于噪音环境下的人会造成听力受损、睡眠障碍、心血管疾病等等危害。
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而作为一款注重家庭的品牌,理想把静谧性当作是车内舒适范畴的第一要素,认为静谧是一切舒适的开始。因此理想在这方面也从研发初期就定下的要求和底线。
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就单从研发投入来说,理想汽车在 NVH 方面的研发投入就已经保守估计一个亿了,这对于整车研发来说绝对是一项不小开支。
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随后理想汽车第一产品线总裁汤靖和我们解释,“NVH”其实是分为噪音 Noise、振动 Vibration、声振粗糙度 Harshness 三部分组成的。
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并且汤靖和我们透露,目前 NVH 一直都是行业难题,因为要做好 NVH 而面临的技术难题太多了。
像不同的零部件、不同的地点、不同的气候、不同的人群听觉、不同的地区海拔......都会造成不一样的 NVH 试验结果,简单来说就是零件多、场景多、主观性强。
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零件多非常容易理解,每一组零部件设计的时候就要考虑这种振动所产生的噪音;而不同的气候也会导致车辆电器的工况发生差异而影响 NVH......
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而主观性就更容易理解了,就是不同人群的听觉敏感度带来对 NVH 的反馈不同,像年纪大的人可能对某些频率听得不是很清楚,而某些人却对频率非常敏感。
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像李想本人就属于听觉非常敏感那类,甚至要比他们采集人群的平均样本要更细;会中汤靖也和我们开玩笑说,每次测试 NVH 的时候李想本人都要开测试车回去体验,一旦遇到一些奇怪的细小声音马上就会带着疑问回去找他。
而对于研发部门来说这些都是一些在标准内的小噪音,甚至有些员工都没发现,但最后还是得回头找原因去改善,不然李想直接说:这车我不买。
以上这些就是主观性的原因,而在对于主观性方面,理想汽车是通过大数据的采集以及各种“金耳朵”人群的听觉来进行反馈微调的。
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例如,他们对此也收集了各种年龄段人群对于不同频率分贝的测试,以此为大模型基础;而这次他们也把这个测试的设备带到了现场。
下图的这个小房间就是用来检测人们 NVH 敏感度的简易版方案,根据提示里面的电脑会模拟不同频率(低频、中频、中高频、高频)的声音,然后测试人们能否听清楚。
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这个有点类似于我们的耳机的左右声道检测,挺有意思的。
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以上种种就是 NVH 研发方面面临的种种挑战;那要怎么解决这些问题呢?汤靖和我们透露,首先就是要抓住事物的本质,先要分析出噪音的来源。
在这点上他们把噪音分成了结构音和空气音两大类;而在占据整个研发投入以及人力、物力、金钱最大的就是结构音方面解决案例,反而空气音的解决方法是比较简单直接的。
这里再和大家简单科普一下,像增程器的轰鸣声(20~200Hz 低频)、路噪(20~400Hz 低频)这类都属于是结构音;而像电机的啸叫声(400~10000Hz 高频)、风噪(2000~5000Hz 中高频)这些都是属于典型的空气声。
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解决方法上,空气声就是通过一些声学材料来解决,例如我们熟悉的隔音棉,隔音轮罩等等。而结构声的解决方案就比较多种多样了,但工程师们还是会大概通过“隔振”、“避频”、“吸振”这三个方法去解决。
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这里汤靖和我们说了一个非常经典的小案例,相信大家也听过,就是之前理想汽车会在前悬上摆臂加上一块小铁块,这个小铁块的作用就是用来优化 NVH 的,采用的就是结构声里“避频”的方法。
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虽然方法看似很简陋,但在工程师眼里这却是最高效最直接的办法,如今很多豪华品牌的车型也都会通过在摆臂上加装各种小铁块来控制整车的 NVH 优化。
另外,汤靖和我们说,现在理想汽车上面的这套空调系统在 NVH 方面也灌输了非常多的心血,李想本人对于空调方面的静谧性追求也到了细致入微的地步。
这里也有一个非常有意思的小事故,在开发L9的时候,李想也发现了一个空调的小问题。李想发现自己开回家的那台试装车,开了空调之后会有高频噪声特别吵,他觉得就跟家里中央空调的声音差不多。
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团队紧急地去车上测,分析这个问题,发现确实有 hiss 音,频段其实很高了,分布在 4000Hz 到 8000Hz 之间,而且非常轻微,其实 NVH 团队里大部分同事基本听不到这个声音。最终通过在热管理系统里优化了冷媒膨胀阀解决问题。
而这个优化方案是在理想 L9 开始量产后的每台车上,所以单在这方面的投入占据的 BOM 成本就要多出 140 元用于 NVH 的改善。
目前理想 MEGA 经过测试已经是全球最安静 MPV 车型,这里还有个小故事,此前他们还想把 MEGA 定为“全球最安静的车”但无奈还没有和劳斯莱斯进行对比所以稳妥一点退而求次了。
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但经过理想车型的不断迭代,理想汽车在最终的 NVH 方面都表现出了行业领先梯队的水平,在全速域都有着不错的成绩。
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会议的最后,就是和工程师们面对面的技术交流,在这次交流中我们也更进一步深入到车型,深入到部件,去了解理想车型关于 NVH 在整车上作出了哪些典型的案例,让我们在继续发掘下去。
二、增程系列模具讲解
首先是增程系列的讲解,先映入我眼帘的是一套巨大的 L 系列车型的白车身,但这套白车身模具和我们之前看见的不同,它上面标准的不是刚度,而是白车身在 NVH 方面作出的优化区域。
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像这种这种黄色的顶部横梁,据理想介绍的它和普通的横梁不一样,它在顶部的那块钣金件做了密封的处理,能更好得控制车身气密性。
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而像后面 D 柱的这些蓝色部件,除了基本的刚性作用之外,理想 NVH 工程师还针对这个部位进行了一定的加强,主要用来提高车身扭转模态。
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大家可以简单理解一下,如果这些部位不够牢固的话整个车型如果在面对一些驼峰起伏路面的时候车身是会由于扭转产生一些高频的结构件异响的,而这些优化就是解决这类问题。
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而放在白车身旁边的这套展具就是热管理系统;理想汽车在整体热管理系统上也下了不少功夫,这里简单和大家聊聊理想在这套系统上做的两个让我印象深刻的 NVH 优化项目。
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其中一个就是这个用于内循环的绿色标注进气管道;工程师们发现,优化之前的车,内循环车内的空气在进入管道之前会有较大的乱流,导致车内会有高频的呼啸声音。
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因此理想汽车特意研发了一个专属的内循环管道来“理顺”这些空气,然后再进入压缩机,从而达到优化 NVH 的意图,并且还给这个管道注册了专利。
而另外一个就是这个冷却风扇,这个风扇最大的功率是 1100W,也是理想汽车找到的一个行业顶尖的供应商来做的;在理想汽车找这个供应商提供这个风扇的时候,理想的工程师发现这个风扇在运转的时候有一个较小的风噪。
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经过沟通后,理想决定自己来解决这个问题,最终工程师在这个风扇的基础上作了重新的优化,在扇叶上增加了一些波浪形的曲面,以此来降低风噪的影响。
据了解,现在这套成熟的冷却风扇系统也已经陆续应用到市面上一些车型上了,行业技术也是这样一步一步提升的。
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在这整套全温域的热管理系统中,像这种大小的优化加起来就能降低 3 分贝,大家可能会觉得这 3 分贝比较少,但整车的 NVH 就是从这几分贝中慢慢抠出来的。
来到整套动力系统上,理想汽车在这里也做了一些较为细致的零部件优化。与我们燃油车的机脚胶同理,增程器与电机上也布置着非常多的悬置衬套以及拉杆。
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大家可以看看以下这两个不同过程的样品,在细节上有什么差异;其实它们的差异很小,基本就是材料和一些细节造型发生了改变,目前就是通过材料的优化使这些衬套在不同的工作环境能有更佳的滤振效果。
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这些衬套支架虽然小且样貌不凡,但对于整个发动机的振动以及谐振方面有着至关重要的因素,据工程师的介绍,不同的方案对比之下带来最直观的感受就是增程器的振动、噪音。
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而电机上,理想汽车也采用了一些高精啮合度的齿轮来减少摩擦的高频声音,还通过反转的电流来抵消电机高速旋转下的啸叫声等等。
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而内饰方面,像我们的座椅,理想汽车这次是直接把一张座椅给刨开向我们展示;在这一张座椅上也包含了很多有利于提高 NVH 的优化设计。
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像用于座椅按摩的气袋,工程师们给这些气袋都包裹上一层静音棉这样它们在支撑的时候就会较少与皮质摩擦的声音。
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而在里面的一些线束管道,工程师也在在上面覆盖一层隔音布在减少零件之间的摩擦。
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据工程师们的介绍,除了座椅之外,理想汽车在抬头显示,车载冰箱压缩机、方向盘调节支柱等等各种电器部件都做了NVH优化,全车座舱联合供应商优化了 240 项,核心零部件 136 项。
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三、纯电系列展具讲解
作为理想在 NVH 方面的王牌巨作,理想 MEGA 投入了更多针对静谧性的研发。首先我们在这里看见了理想 MEGA 全套拆解的声包。
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这里向我们展示了理想 MEGA 在静音棉以及静音玻璃、静音织物等大量静音材料的投入;像不同的轮罩材质能产生不同的吸音性能,不同密度的静音棉能带来不同的吸音效果......
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很多小伙伴会说,这些是不是也可以通过后装市场来解决?答案是可以,但绝对没有原厂的效果大,这里就涉及一个静谧性空腔的问题,工程师和我说,这些静音棉不是随便塞的,它们所在的区域其实都是一个相对密封的环境,这些是后市场解决不了的。
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像门板的那几块静音棉便是如此;另外 MEGA 还针对第三排做了“特殊关照”在第三排投入了更多的研发成本和材料成本。
除此之外还有空调压缩机等等,都会采用静音棉来包裹以达到最优的 NVH 数值,基本就是能想到的方法都用上了;所有最后得出来 NVH 结果就是通过这种材料的叠加一点点优化算来的。
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像理想 MEGA 的全车声包覆盖的面积就高达 95%,第三排比行业平均水平要低 2 分贝。
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底盘方面聊一个我们比较熟悉的,那就是静音轮胎;理想 MEGA 在静音轮胎上用的是米其林最新研发的产品,具体就是运用了新的纹路,MEGA 就是这款轮胎的首搭车型。
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但在交流中我了解到,静音轮胎其实是有一定的使用局限性的;例如它最佳的工作环境(能发挥最大的静谧性效果)就是 50km/h 下的粗糙沥青路。超过这个时速之后,隔音棉的效果就比较小了。
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所以静音轮胎的投入其实某种程度来说也算是在 NVH 上的一种极致追求,一种大投入换取小收益的行为。
最后就是风噪与造型方面的介绍,很多人都知道 MEGA 的造型带来的低风阻;但是这个造型对于风噪方面的影响其实不大,要解决风噪问题还是得从部件上去一一优化。
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例如 MEGA 上的优化就有激光雷达造型、隐藏式雨刮、A 柱角度等等,这里我给大家列举一个后视镜造型与风噪之间的一些影响因素分析。
![](http://s3.xchuxing.com/xchuxing/article/2024/07/24/1724a202407240226322426.jpg)
大家可以看到下图,其实 MEGA 在单个后视镜造型上就经过了多次改版,目的就是想让风噪处理得更好;像棱角、收边造型等等位置都有过得细小的调整,通过这些改动可以让流经后视镜的空气行程一个可控的气流,从而减少风噪。
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四、疑惑解答
以上这些就是这次 NVH 科技日所了解到的部分内容了,其实在此之前我也是收集了一些小伙伴关于 NVH 方面的疑问,也带着这些疑问去问了理想的工程师,也有一些别的收获:
1、为什么现在用主动降噪的技术车型比较少?是技术原因还是专利贵的原因?
- 工程师:其实现在的主动降噪分成车内的主动降噪(包括电器以及外界传递进来的噪音、路噪音等等)以及发动机主动降噪(主要是发动机增程器的工作声音)。
相比车内的主动降噪来说现在很多车采用的都是发动机的主动降噪,这个从技术上来说相对容易实现,因为发动机的工作状况比较可控,频率区间可测,可以通过主动降噪来实现。
但是车内环境的主动降噪就比较难实现了,因为车子行驶的工况太复杂了,现在的算法还很难实现覆盖车内全环境的主动降噪技术,但好消息是,现在理想已经在加紧研发了,这个算法后续是可以通过 OTA 实现的。
2、双层夹胶玻璃与加厚的单层玻璃相比哪个隔音会好点?
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- 工程师:还是双层夹胶玻璃好,因为从构造上来说,加厚的单层玻璃本质上还是属于钢化玻璃,而双层夹胶玻璃在两块玻璃中间是有隔音胶的,无论加厚单层多厚,目前市面上的玻璃对比来说还是双层夹胶玻璃会好些,这些都是有数据支持的。
作者结语 ... /
那么以上就是这次理想汽车 NVH 科技日的全部内容了,可以看到无论是上至李想本人,下到研发团队,理想汽车在NVH方面的追求从来没有停止过脚步,从这些研发中的点点滴滴可以看到,工程师们对于NVH的极致追求几乎达到了痴狂般的态度;在科技日里,我真切的去了解到 NVH 这个东西的本质,也让普罗大众对于这种看似最主观但又有着重要影响的感受有了初步的解读。