造电动车,为啥还需要音振工程师?

文章来源:车域无疆 发布时间:2016-09-02
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有这样一群无处不在的人,有时看到他们和底盘工程师针锋相对,吵的不可开交;有时又发现他们和车身工程师扛上了,要求零件修修补补,有时又看到他们和重量工程师软磨硬泡要求增加零件的重量。这群人打着NVH的旗号,提出各种近乎苛刻的要求,这群爱找麻烦的人,就是NVH性能工程师。

汽车工程师中流传着这样一个传说:有这样一群无处不在的人,有时看到他们和底盘工程师针锋相对,吵的不可开交;有时又发现他们和车身工程师扛上了,要求零件修修补补,有时又看到他们和重量工程师软磨硬泡要求增加零件的重量。这群人打着NVH的旗号,提出各种近乎苛刻的要求,简直就是零件工程师的噩梦。而这群爱找麻烦的人,就是NVH性能工程师。

NVH,号称是汽车性能中的玄学,似乎只可意会不可以言传,在此简单科普一下NVH到底是啥。NVH是 Noise(噪声),Vibration(振动), Harshness(声振粗糙度)的英文缩写,顾名思义,就是人在车辆驾驶和乘坐过程中感受到的噪声和振动,以及这些干扰给人带来的不舒适感。

人的五感中最敏锐的三种感观(听觉,触觉和视觉)无时无刻都在对车辆的NVH性能进行评判:耳朵时刻都接收着车辆行驶过程中的各种声音;脚可以感受到车辆地板的抖动,身体感受到座椅的振动,手可以接收到方向盘给的反馈;眼睛时不时也会注意到某些零件的运动。正因如此,NVH性能是人们感受最直观的车辆性能表现,也是目前用户反馈不满最为严重的性能之一。

随着电动车越来越火,各大传统OEM纷纷发布宏大的电动车计划,新兴互联网巨头们也想来分一杯羹。电动汽车由电机驱动,没有内燃发动机的轰鸣声,低速行驶时非常安静,在时速低于20km/h 时,路边的行人基本不会查觉到附近有电动车在行驶。

因此,美国和欧盟已开始推行法规,要求电动车增加车辆声响警示系统(AVAS),在车辆行驶速度低于18英里 (约29km)每小时时,车辆发出模拟声,让行人警觉周围有电动汽车行驶。相信很多人看到这里,大为高兴,电动车不但可以带来低碳环保,还可以带来宁静舒适。而就是这么安静的电动车企业,疆哥了解到,居然也囤积了一大帮的NVH工程师来解决车辆噪声问题,这是为啥?

1. 走了发动机噪声,来了个电机噪声

通常,按声源将车辆噪声分为四类:分别是发动机噪声(或称为动力总成噪声),风噪,路噪和排气噪声。要知道,大家印象中电动车的安静状态仅限于低速运行,当车速达到40km/h时,电动车的噪声水平就基本与传统内燃机汽车水平相当了。

电动车没了排气系统,自然也就不用处理这一方面的噪声,NVH工程师的确可以少做一些工作。以电动机为核心的动力系统仍然是一个十分重要的噪声源,相比于内燃机,电动机的运行过程更为平稳,传递到车内的振动要小很多,但是高速旋转电机的齿轮噪声和电磁噪声也给 NVH工程师带来了不少麻烦。

2. 传统风噪、路噪依然存在,且更加突出

同时,电动汽车运行过程中的风噪和路噪仍然给乘客带来极大困扰,当车速达到60km/h时,路躁成为乘客抱怨的主要噪声来源。车速高于90km/h时,风噪也变得十分显著。风噪和胎噪是车辆和大气及地面的相互作用带来的,由于空气流动和路面状况的随机性较大,这两类噪声也表现中极大的随机性。

3. 高频噪声的纠缠

与传统内燃机汽车相比,在电动车开发过程中,NVH性能工程师在高频噪声(电机高速运行噪声,风噪和轮胎噪声都属于此范畴)方面面临着很多的问题。要解决高频噪声,通常需要采用声学材料零件,也就是俗称的声学包。可是电动车上加一个零件可不是那么简单的 。

电池带来巨大附加重量(根据续航能力和采用电池的不同,大约在300kg到500kg不等),但是法规对能耗利用率的要求越来越严苛,电动车开发过程中的轻量化设计压力巨大,任何增加车身重量的零件都需要经过反复的优化设计,以减小车辆的总质量,提高车辆运行过程中的能量利用率,增加车辆的续航里程。在电动车声学包开发过程中,NVH工程师必须对每个声学零件进行优化设计,让每一克的零件都发挥出最大的功效,保证车辆的NVH性能不受影响。

4.声品质的苛刻要求

电动车时代,NVH工程师面对的另一个挑战是一个更加玄妙的名词——声品质。就像人们生活水平提升后讲究生活品质一样,顾客对车辆NVH性能的要求已经上升到品质需要的级别。经常会听到有人抱怨空调声大影响车内交流,玻璃升降的声音难听,等等。

传统汽车在堵车等怠速工况下,发动机在持续运行,发动机的声音会掩盖空调等其他零部件的运行过程中的部分噪声特性,但电动车在怠速工况时,电动机是停止运行的,空调风机,压缩机等部件的运行噪声都会直接显现出来,没有发动机的掩盖效应,NVH工程师不得不努力应对每一个运行零件的噪声和振动表现,运用各种手段优化零件的运行噪声声品质。

基于噪声对环境的影响,法规对车辆运行噪声有着严格的限制,任何新车上市前都要通过声学法规测试,只有达到国家噪声标准的车型才可以上市销售。NVH工程师面对的工作不仅要应对用户不断提升的严苛品质,也要满足法规的要求。发动机没了,可是NVH工程师的工作一点没少,甚至更多了。为了创造一个宁静的车内世界,NVH工程师们也算是用尽洪荒之力了。

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