做隔音最好的比亚迪,汉NVH设计解析
“大音希声,大象无形”出自于老子的《道德经》,其中前半句的意思是越好的音乐越寂静无声。那么对于一辆车来说也是同样,如果在车厢内想享受好的音乐就必须有一个安静的环境。今天我们就来到了比亚迪汉的出生地,来实地看看汉的NVH研发过程。
由于汉还未正式上市交付,所以我本人也是第一次看到实车并进入到车内,对于它的NVH表现充满了好奇与期待。
汉NVH的开发思路
根据比亚迪NVH首席专家张强博士的介绍,比亚迪NVH实验室总面积6000平方米,实验室有37套测验设备,1000个测试通道,10个实验室。实验室分别是整车四驱半消声室;整车两驱半消声室;整车半消声室;零部件吸隔声实验室;听音室;模态实验室;整车异响试验室;零部件异响实验室;动力总成NVH实验室;发动机NVH实验室。
想把一辆车的隔音做好并不是说直接拿一大堆隔音材料去堆砌就好了,一个科学合理的前期设计方法十分重要。比亚迪对于汉的NVH目标进行了分解与量化。将整车NVH性能目标分解7大目标,从高到低分别为顾客预期目标、品牌形象目标、产品目标、整车目标、系统目标、零部件目标。
在前期的目标拆解之后,比亚迪采用了新的开发流程从下至上反向进行,先确保零件和子系统的达标,也就是说最终如果不满足NVH性能目标要求的零部件将不会被装车,实现从源头上的噪音把控。同时,通前期仿真和子系统验收的加强,保证汉NVH性能的同时也优化了研发成本,让NVH调校的样车减少了50%,很好的降低了开发成本。
汉由于是一款纯电车型,所以在NVH开发的思路上也与燃油车还是有比较大区别。燃油车由于存在发动机底噪,会掩盖掉许多小的噪声。而电动车由于没有发动机的底噪,很多小的噪音就会凸显出来,非常扰人。于是汉就将很多子系统的噪音继续优化,比如用IPB智能集成制动系统代替传统真空泵,将噪声源振动降低40 分贝;通过新型空调压缩机,将噪声源振动降低10分贝。
同时我们还了解到,比亚迪正在开发一种针对于电动车的噪音掩盖技术,大致原理是通过主动释放一个较为悦耳的白噪声来将小的噪音进行掩盖,目前这项技术还在开发中,未来可能会搭载到新车上。
汉的NVH是怎么优化的?
那么具体到车身部件上比亚迪汉是怎么来消除各种噪音的呢?
路噪一般是车厢内主要的噪音源之一 ,据工程师介绍汉使用了静音胎的技术,在轮胎内侧添加吸声材料,降低声腔模态的振幅,从而降低路噪。同时,声腔模态引起轮胎共振,产生一个固定频率的噪音,不随车速变化。
在整车异响实验室中,四立柱台架可以模拟各种不同的路况振动,用来观察全车在不同颠簸路况下的异响情况。说句题外话,在台架工作期间我也亲自上去感受了一下,可以感觉悬挂的滤震很柔和,最主要的是它的后排座椅十分柔软舒适,很多震动都被它化解了。
高速振动中的转向系统
对于各个子系统的噪音比亚迪也会进行实验来验证。比如图中的方向盘和方向机正在接受实验的检测,通过不停的振动来看是否会产生异响。
工程师正在测试电机噪声
电动车虽然没有发动机的噪音,但是电机的啸叫同样是十分扰人。
为了降低电机啸叫,许多主机厂都采用电机包裹的策略。但由于各种原因,电机只能有60%表面被包裹,效果并不理想。汉通过确定主要噪音辐射面(电控上下盖板)、近场置放吸音材料、传递途径的关键点加强声学包等策略,降低了电机噪音。
对于风噪,想对它有效的隔绝必须要从设计之初就有所考虑。其中包括造型、声学包、空气动力学、密封在内的所有细节。降低风噪的同时,也降低了汉的行车风阻。
比如前机盖在挡风玻璃处会有一个向上的角度,可以防止气流通过雨刮器产生噪音。
车侧腰线、后视镜造型和隐藏的门把手都是根据空气动力学设计而来,减少乱流产生从而抑制噪音。经过多方协作的设计让汉的风阻系数达到了 0.233Cd,十分优秀。
汉作为比亚迪的一款旗舰轿车,它的目标并不是只满足于隔音好,还希望提供更加优异的听觉体验。为此,汉整车使用了12个高品质扬声器,车内声学空间与音响系统采用来自北欧的Dirac声学技术和科技。
写在最后
通过这次的NVH实验室参观,我们确实看到了比亚迪对于汉这款车型在NVH重视程度。的确,作为未来比亚迪的旗舰轿车,隔音表现十分关键。比亚迪采用的目标分解的开发过程确实十分高效。同时,通过加强前期仿生能力也让开发过程省时省钱。每一个零部件或者子系统必须在达标后才能装车的开发思路确实能有效的从源头控制噪音。再加上多个实验室和众多实验设备反复的验证,相信汉的动态NVH表现能得到保障。我们也会在拿到车后进行第一时间的NVH实测,敬请期待!
我承认被打脸了,它确实不如比亚迪
与我试驾它时预测的售价区间一样,东风日产启辰大V DD-i超混动仅售13.00-14.20万元之间。
新车的定位是PHEV紧凑型SUV,动力系统由1.5T四缸发动机+电机组成,低配车型的电池组容量为10.3kWh,但不支持快充,而高配车型的电池组容量则升级为18.4kWh,NEDC纯电续航里程为110km(WLTC工况为87km),快充模式下30%-80%的充电时间为0.5小时。
启辰大V DD-i试驾:实测馈电油耗3.7L,PHEV表现不输比亚迪
动力数据方面,启辰大V DD-i超混动的发动机最大功率为163Ps,峰值扭矩230N·m,电机最大功率可达到204Ps,峰值扭矩320N·m,官方公布的“零百”加速时间为7.8s。根据我们此前的实测,这套动力系统的调校逻辑有着较高的成熟度,尽可能以电机优先的方式进行驱动,即便馈电状态且车辆时速为70km/h以下,发动机也不会直接参与驱动,而是负责发电,当车辆处于高速巡航状态时,发动机才会以直驱方式介入,所以在实际使用工况下,它的油耗也仅需3.7L/100km。关于这套动力,更多的详细表现讲解可点击上方视频了解。
本文主要结合启辰大V DD-i超混动的配置和价格进行分析,看看它在同价位之中是否值得推荐。新车全系只有两款配置可选,除了电池容量的差异之外,日常使用率较高的功能并没有明显差异,全系标配了19吋轮毂、胎压显示、540度全景影像、自适应动能回收、蓝牙钥匙、无钥匙进入/启动、皮质方向盘、12.3英寸双大屏、手机远程控制、前排手机无线充电、主副驾驶电动调节、全LED大灯、大灯自动开启、后排出风口等。
而售价14.20万元的高配车型将配置升级为四门车窗一键升降、外后视镜自动折叠、感应雨刷、自动空调等,并且还能选装前排双层隔音玻璃、感应电动后备箱、前排座椅通风/加热等,很明显启辰是为了拉低售价区间取消了这部分功能的标配。
并且启辰大V DD-i超混动的部分配置缺失令人无法理解,全系仅有4个安全气囊,对乘客的保护不够全面;相比起燃油版高配车型而言,启辰大V DD-i超混动取消了前后雷达和全速自适应巡航,虽然提供了非常直观的全景影像,但泊车雷达在日常使用时也有着很强的必要性;另外,雨雪天气及其使用的外后视镜加热全系均没有配备,这显然不太符合当下自主品牌车型的配置标准。
试驾启辰大V DD-i超混动时,它的具体配置还未公布,较为出色的底盘和动力质感使得我认为它在同价位之下还算能打,但随着配置的公布和比亚迪宋Pro冠军版的上市,启辰大V DD-i超混动也性价比也略显逊色。
比亚迪宋Pro冠军版的售价(13.58-15.98万元)与启辰大V DD-i超混动有着一定程度重叠,而前者全系均支持快充及其它日常实用功能,除了最低配车型外,其余车型的主动和被动安全配置也更加全面。在价位相对接近的条件下,或许更多消费者都会倾向于选择比亚迪宋Pro冠军版。
我承认,启辰大V DD-i超混动的驾乘质感打动了我,但配置表现却在现实中狠狠给了我沉重的一击。抛开价格和配置因素,我会坚持推荐启辰大V DD-i超混动,然而一切购买因素都无法脱离价格和配置不谈,如果再给我推荐一次,或许我会更推荐比亚迪宋Pro冠军版。
比亚迪的这个技术,你得用耳朵听
说到比亚迪的技术,你的第一反应是什么?是电池和驱动电机吗?又或者高压电控部件和混动系统?还是车规级芯片?不管怎么说,大部分人的回答肯定跟电有关。从 F3 DM 横空出世的 2008 年开始,我们就知道比亚迪是个在车上玩儿电的高手。
但是,如果你让这个玩电高手跳出舒适圈,跑去玩“声音”,比亚迪还能玩得转么?其实也不是什么“如果”,这次 NVH 主动声品质分享会,就展示了比亚迪在乘用车 NVH 开发和座舱声音氛围领域下的工夫。
【第一步:把 NVH 做好】
在车上玩声音有一个大前提,车子本身的 NVH 性能必须好,不然再好的音响系统、再精心设计的音效氛围都会被淹没在噪音当中。做好 NVH 对提升乘员的舒适感、增进车辆的豪华氛围也有很大帮助。那么,该怎么把 NVH 做好呢?
我们一般会以为,只要堆上厚重的隔音材料,配上全车双层夹胶玻璃,再招呼上带有主动降噪功能的大功率音响,就能做好 NVH 了。但是在曾担任法国汽车工程师学会振动和噪音分会会长的比亚迪 NVH 首席专家查尔斯·张博士看来,靠单纯堆料是没法做好 NVH 的。
要把车辆 NVH 做好,NVH 工程师需要在车辆开发的早期阶段就参与进去,在每一个子系统中寻找可优化项目(因此 NVH 工程师也必须是了解车辆每个子系统的“全才”)。自 2018 年加入比亚迪以来,张博士与团队共同搭建了完善的 NVH 开发流程。
在开发阶段,比亚迪 NVH 部门就会提出 NVH 设计指标,子系统的 NVH 性能测试由内部的模态实验室、零部件吸隔声实验室等测试部门完成;进入整车开发阶段,整车异响实验室、半消声室等实验机构将测试工程车在各种情况下发出的噪音,并进行优化。
测试车通过 NVH 性能测试后,新产品就要转入量产阶段了。张博士带领的 NVH 团队还会与参与供应商的生产和品控指导工作,保证产品设计阶段的 NVH 性能在大规模量产阶段不至于走样。
新产品进入量产阶段后六个月时间,NVH 部门还会与生产线、售后部门保持密切联系,监测进入市场的车辆是否存在 NVH 方面的缺陷。一旦发现问题,NVH 团队会在生产的每个环节排查问题,并提出解决方案。从子系统研发到整车量产再到售后流程,构成一个 NVH 研发的闭环,比亚迪量产车的 NVH 性能就是在这样的研发流程中,发展到如今能和同级德系豪华品牌掰手腕的。
刚度更高的白车身,覆盖件上的空气导流通道,气密性更好的密封条,甚至加工精度更高的缸盖总成……这些看上去和“声音”八竿子打不着的部件,反倒是做好 NVH 的重要环节。静谧平稳的座舱,才是主动声系统发挥的舞台。
【第二步:把声音做出氛围来】
没有噪音滋扰,乘员才会有闲情逸致去关注车辆主动发出的声音。比亚迪的设计师们希望用经过设计的声音,强化不同产品的特点以及每款车的性格。
具体使用什么类型的声音呢?作为汽车声学工程师,张博士和我们分享了主动声的开发流程。比亚迪车辆声学团队与内部多媒体、品牌团队,和外部的 ANSYS 声学团队合作,筛选一批声音样本参与听音评价,选择反馈良好的版本进入下一阶段开发。开发过程中,声学团队还请来了第 16 届亚运会的音乐总监方奕等艺术家,平衡主动声音的艺术性和功能性。
这些经过筛选、制作的声音,会出现在比亚迪车辆上下电、驾驶员打转向灯或启动双闪警示时;另外雷达提示、安全带报警和运动模式的主动声浪,以及车外的行人提示音都源于声学团队的设计。
根据王朝系列、海洋品牌调性的不同,以及旗下各车型、系列定位的区别,比亚迪搞了一套相当有特色的车辆主动声体系。下次当你听到一辆新能源车播放着像是古琴或海鸟鸣叫的行人提示音从背后靠近时,你不需要回过头就知道,一辆比亚迪的车子开过来了。
NVH 主动声品质分享会结束后,我坐上一辆海豚试驾车,驶过各种各样的路面,这些道路有的铺装良好,有的则饱受重型卡车摧残。路上不时能见到柴油机驱动、噪音巨大的重型工程车。在不同方向噪音的包围下,海豚仍然表现出超越其级别与价位的隔音能力,座舱内不会有“说话靠吼”的时候。
在驾驶者拨动转向灯、乘客偶然解开安全带时,就能听到主动声团队准备的,偏明快、轻松的提示音。
初次听到这种主动声,我这种听惯了模拟继电器噪音的人可能不大习惯,但假以时日,或许我们都能习惯这种不以机械噪音和警示蜂鸣,而是以艺术和车辆本身定义的车内声音吧。