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都是給李想逼出來的?聊聊理想汽車的NVH技術

2024-07-24 21:43:10 作者:李喆

  【太平洋汽車 技術頻道】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,老實優化……

  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注度和成果。

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,屬于客觀要素;聲振粗糙度則偏向于個人體感,是描述人體對振動和噪聲的主觀感覺的,很難用客觀方法去考察。

  看到這里,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么好辦了,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用戶,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、熱管理高頻噪聲等,這類噪音將空氣作為傳播介質,可以通過填充隔音聲學材料解決;結構聲包括發動機轟鳴聲、路噪、車身結構干涉音等,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優化的,而是需要通過系統的、科學的、嚴謹的技術手段進行優化。

為什么其他品牌很少專攻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英里的時速下,這輛最新款勞斯萊斯車內最大的噪音來自于電子鐘。而到了現在,勞斯萊斯的廣告語則進化為“車內最大的噪音來自于你的心跳”。

  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,這也解釋了為什么頂級豪華品牌愿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里加速、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優化了。不要小看了NVH技術幾分貝(dB)的優化效果,3dB的差距,能量幾乎可以相差一倍,這其中的優化難度相當大。

  NVH是一個龐大的系統性工程,不像百公里加速、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,并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;并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,但在第三方測評平臺“@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,讓用戶體驗到的保電性能更好,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里,NVH團隊都在優化增程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,必須繼續優化。

  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優化——硬件上,圍繞中冷箱體和管路做了結構優化,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,讓增程器的噪聲和車速做了更好的匹配,掩蔽噪聲。終于趕在2022年春節前通過了評審。

  而在理想L9開發接近尾聲的時候,李想也沒有消停:某天,聽覺異于常人的他在開L9測試車的時候,發現在粗糙瀝青路上的路噪非常明顯,沒有自己那臺寶馬X7的聲音那么沉穩。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,通過實地測試、采集數據、修改方案,最后綜合減振性能、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,優化了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,發現開了空調之后會有高頻噪聲特別吵,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,最終通過在熱管理系統里優化了冷媒膨脹閥,成功把這個聲音優化掉,代價則是每臺車增加140多塊錢的成本。

  理想L9除了在細節上花功夫能優化NVH表現之外,其實車身框架結構與NVH優化也有關系。通過布置或優化封閉式頂蓋橫梁、后塔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干涉和共振,消除車身結構聲,達到優化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詢底價|查參配)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。由于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團隊和供應經過多輪周折和多次的溝通、協商,終于得出了扇葉的優化方案,再經過反復的仿真、樣件驗證之后,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,最后各部門達成共識,通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。

  最后輪到第三排的靜謐性問題。在行業主流MPV中,三排位置的后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臺階位置,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團隊通過優化手段減少了一部分的高頻聲源,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污染列為僅次于空氣污染的環境威脅,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用戶,因此,理想汽車認為,為用戶家人提供更安靜、更舒適的環境,遠比那些“x秒俱樂部”、刷紐北更有意義——顯然,不會有哪個用戶的需求是帶著一家人去飆車,而不是讓家人在車里睡得更香。(部分圖片:理想汽車官方 文:太平洋汽車 李喆)

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