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理想的車為什麽這麽安靜?全靠李想逼出來的?揭秘理想NVH技術如何煉成

2024-07-28汽車

很少遇到活動主辦方的員工在溝通會上公開「吐槽」自己老板的場面——在理想汽車NVH技術日的workshop環節,理想汽車第一產品線總裁湯靖面對在場媒體,大談李想在理想L9的NVH開發過程中,各種「吹毛求疵」的行為:一會要求全面超越寶馬X7,一會又要把普通人都聽不到的空調嘶嘶音消除掉,NVH團隊都快被他逼瘋了;若是NVH團隊出現抵觸情緒,「廠長」李想通常懟回去一句話:「反正我是不會買這個車。」團隊只好乖乖妥協,老實最佳化……

在理想汽車內部,李想一直在充當著產品經理或質檢官的角色。雖然網上經常有批評者指責理想汽車「沒有技術」,但是在NVH領域,理想汽車卻有著遠超同行的專註度和成果。

大家都在說NVH,那NVH到底是啥?

拆解一下NVH,你就知道是啥意思了: N是噪音 (Noise) ,V是振動 (Vibration) ,H是聲振粗糙度 (Harshness)。

在這三個要素中,噪音和振動都可以量化成數據指標,屬於客觀要素;聲振粗糙度則偏向於個人體感,是描述人體對振動和雜訊的主觀感覺的,很難用客觀方法去考察。

看到這裏,我們也大概明白,可以量化成數據指標的要素,做得好還是做得壞都有數據參照,也更容易有的放矢地去改進,但主觀層面的聲振粗糙度就沒那麽好辦了,甚至可能會遇到「千人千面」的情況——不同性別、不同年齡、不同聽覺靈敏度、不同喜好等等維度的使用者,都可能會對同一產品的聲振粗糙度給出不同的評價。

而整車典型的噪音可以分成 空氣聲 結構聲 兩大類。 空氣聲包括風噪、電驅嘯叫聲、熱管理高頻雜訊 等,這類噪音將空氣作為傳播介質,可以透過填充隔音聲學材料解決; 結構聲包括發動機轟鳴聲、路噪、車身結構幹涉音 等,這類噪音將車身作為傳播介質,光靠隔音材料是不足以完全消除的,只能靠技術手段解決。

所以,NVH是一種高端的「靜謐技術」,不是隨隨便便塞點隔音棉就能最佳化的,而是需要透過系統的、科學的、嚴謹的技術手段進行最佳化。

為什麽其他品牌很少專攻NVH呢?因為太難了

1959年,當時的勞斯萊斯有一句堪稱業界經典的廣告語:60英裏的時速下,這輛最新款勞斯萊斯車內最大的噪音來自於電子鐘。而到了現在,勞斯萊斯的廣告語則前進演化為「車內最大的噪音來自於你的心跳」。

無獨有偶,在英語中也有一句諺語:Quietness is best(安靜是才最好的),這表明了安靜其實是一種很奢華的體驗。所以,這也解釋了為什麽頂級豪華品牌願意花費重金去宣傳產品的靜謐性,而不是宣傳很多人愛看的百公裏加速、極速等指標。

其實,很多汽車品牌也會做NVH,但通常達到及格線就不再深入最佳化了。不要小看了NVH技術幾分貝(dB)的最佳化效果,3dB的差距,能量幾乎可以相差一倍,這其中的最佳化難度相當大。

NVH是一個龐大的系統性工程,不像百公裏加速、極速等這些指標,是有明確的技術路線可以提升的,比如增加發動機排量或是電機轉速等。而NVH涉及到的零部件非常多,在汽車的一萬多個零部件中,超過30%都和NVH有關,並不是靠塞吸音棉就能解決的;而且NVH需要開發的場景非常多,包括各種行駛動態、環境、溫度、天氣等等;並且每個人的聽力和身體感受不同,敏感的人會察覺到一般人感覺不到的噪音(比如聽力比普通人在高頻方面更敏感的李想),很有主觀性……總之,要做好NVH,實在是太難了。

【筆者在現場也做了NVH聽閾敏感度測試,高頻敏感度不及李想】

理想L9的NVH之路,光看都覺得累……

理想ONE作為理想汽車的第一款車型,曾連續14個月位居中國中大型SUV消費市場排行榜第一,奪得2021年中國中大型SUV銷量冠軍。雖然理想ONE在空間、動力、智能化方面在當時的同級產品中表現突出,但在第三方測評平台「@鄭博士巴頓」的NVH靜謐性榜單中,理想ONE在40km/h排名第15位,80km/h排名第22位,120km/h排名第29位。

【理想ONE】

這樣的排名,理想團隊無法接受,也成為了理想ONE這款產品最大的遺憾。這個遺憾,只能等到開發理想L9時才能彌補了。

【2024款理想L9】

2021年中,在理想L9開發初期,團隊收到了李想的調整目標:希望增程系統的發電功率要比之前增加20kW,讓使用者體驗到的保電效能更好,在混動模式下盡量不要遇到饋電、持續掉電的情況。然而,這樣的調整會對NVH開發增加很大的難度。在接下來的半年時間裏,NVH團隊都在最佳化增程2.0系統的引擎轟鳴聲,就在團隊認為NVH狀態已經非常不錯、甚至高出行業標準的時候,「吹毛求疵」的李想直接澆了團隊一盆冷水,認為增程器的低頻壓耳聲依然存在,必須繼續最佳化。

NVH團隊只好再花一個月的時間,從硬件、軟件都做了進一步的最佳化——硬件上,圍繞中冷箱體和管路做了結構最佳化,換上了新結構的隔振墊和支架;軟件上,再次微調了XCU的標定策略,讓增程器的雜訊和車速做了更好的匹配,掩蔽雜訊。終於趕在2022年春節前透過了評審。

而在理想L9開發接近尾聲的時候,李想也沒有消停:某天,聽覺異於常人的他在開L9測試車的時候,發現在粗糙瀝青路上的路噪非常明顯,沒有自己那台寶馬X7的聲音那麽沈穩。NVH團隊成員雖然都感覺不到這種聲音的差別,但還是花了兩周時間,透過實地測試、采集數據、修改方案,最後綜合減振效能、重量、可靠性、成本、時間等等因素,給出了解決方案,就是在前懸架上叉臂的顯眼位置安裝一個諧振塊,最佳化了L9的路噪。

你以為這就結束了?李想又來「找茬」了:2022年6月某天,李想開試裝車回家時,發現開了空調之後會有高頻雜訊特別吵,這也是普通人難以察覺的高頻噪音。當時離L9量產的時間已經很近了,但NVH團隊還是抓緊測試分析,最終透過在熱管理系統裏最佳化了冷媒膨脹閥,成功把這個聲音最佳化掉,代價則是每台車增加140多塊錢的成本。

理想L9除了在細節上花功夫能最佳化NVH表現之外,其實車身框架結構與NVH最佳化也有關系。透過布置或最佳化封閉式頂蓋橫梁、後炮塔X型加強梁、D柱環形框架、鑄鋁炮塔、三角加強梁、風擋橫梁、前副車架、動力系統懸置等部件,就能有效減少車身框架部件之間的幹涉和共振,消除車身結構聲,達到最佳化NVH的效果。

理想MEGA帶來的各種NVH超綱難題

理想NVH團隊本以為在開發L9的過程中積累的經驗,可以原封不動地移植到理想MEGA的靜謐性開發任務中,完全沒有意識到動力形式已經由增程向純電轉變,導致團隊遇到了很多NVH超綱難題,在開發之初就碰了大釘子……

【理想MEGA】

首先遇到的是熱管理系統的靜音難題。由於MEGA配備了5C超充,在超充的時候,車輛的散熱需求會非常大,只有把電池溫度維持在合適的區間內,才能把充電功率保持在400kW甚至500kW以上,所以理想MEGA配備了一個功率1100瓦、直徑535mm的大風扇。為了減小這個大風扇的噪音,NVH團隊和供應商經過多輪周折和多次的溝通、協商,終於得出了扇葉的最佳化方案,再經過反復的仿真、樣件驗證之後,最終確定了九片仿生波浪形葉片的方案,解決了噪音問題。

【左:扇葉初始版本 右:扇葉最終版本】

接下來遇到的是抑制座椅抖動的難題。面對這個難題,NVH團隊不僅要抑制振動,還要保證車輛的操穩、耐久度、安全性,而且在MEGA上,因為是純電車型,還要控制好重量,避免影響續航問題的出現。NVH團隊聯動其他制造部門,又經過各種爭論、拉通、妥協,最後各部門達成共識,透過改變座椅骨架的結構來解決問題,采取了在座椅骨架上吸振的方式,才最終解決了問題。

最後輪到第三排的靜謐性問題。在行業主流MPV中,三排位置的後側圍角窗基本上都是普通鋼化玻璃,但隱藏式滑軌空腔和角窗亮條台階位置,會在氣流的沖擊下產生高頻聲源,這種材質的鋼化玻璃存在「高頻耦合頻率區間」,在耦合頻率附近會有更多風噪產生。雖然理想NVH團隊透過最佳化手段減少了一部份的高頻聲源,但是風噪依然存在。最終,團隊提出了一個更昂貴的解決方案,就是要更換材料,使用聲學夾層玻璃(PVB聲學夾層玻璃隔聲能力更強,且不存在「高頻耦合頻率區間」),代價則是讓MEGA的單車成本提升到之前的近1.5倍。

【MEGA第三排側窗使用了聲學夾層玻璃】

理想團隊如此大費周章地應對MEGA身上各種NVH超綱難題,到底值不值得呢?在NVH博士、知名汽車博主@鄭博士巴頓的最新一期NVH榜單當中,理想汽車家族都是霸榜的存在:在40km/h、80km/h和120km/h三張榜單中,理想MEGA都是排名第一,理想L系列車型也基本排在10名以內,NVH水平超過了許多百萬級的豪華車型。

總結

事實上,噪音不僅影響人們的睡眠,也會影響孩子、成人、老年人的各種身心健康。世界衛生組織已經將噪音汙染列為僅次於空氣汙染的環境威脅,不僅會引發聽力損失、心血管疾病、睡眠障礙等,還會影響胎兒的發育等問題。汽車制造商深耕NVH領域的意義,就是要消除噪音對車內乘員身心健康的傷害。

理想汽車的目標群體是廣大家庭使用者,因此,理想汽車認為,為使用者家人提供更安靜、更舒適的環境,遠比那些「x秒俱樂部」、刷紐北更有意義——顯然,不會有哪個使用者的需求是帶著一家人去飆車,而不是讓家人在車裏睡得更香。

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