新能源汽车对NVH控制的挑战

长安汽车工程研究总院副院长、总工程师 庞剑

今天主要针对新能源汽车对NVH控制的挑战做一个简单的报告。

首先新能源有混合动力车、电动车、燃料电池车，这些领域有一些变化，我们从NVH的角度来解读这些变化。对NVH的特点，这里有路噪、风噪和动噪。对新能源车有电驱动，电驱动在中高频驱动比较大，这对我们是比较大的挑战。混合动力的特征，现在混合动力有一个变化，就是发动机小型化。另外在变速器方面，DCT现在非常多在用。

下面诠释一下这些变化对NVH的挑战。比如三缸机，振动激励增加，多了pitch激励，激励频率降低。压力增大之后，对燃烧噪声增加非常大，然后增压有高速气流噪声造成，少的量变多了，所以通过排气进气，排气流量就非常大，所以产生排气系统的流噪非常大。DCT的挑战，里面空套齿轮数增多，导致敲击控制非常难控制，变速箱敲击灵敏度也变高。驱动电机的挑战，啸叫很难控制，高频成分增加。制动能量回收的挑战，啸叫增加。动力切换模式挑战，冲击和振动强烈。

对电驱动做一个简单的介绍，驱动电机驱动源比原来内燃机好很多，但是电动压缩机是主要的路径，电动压缩机引起的振动是一个主要的问题，还有电动系统、电池系统等等。同时，因为电动车发动机的声音没有了，但是有电机的声音，电机的声音大家肯定不喜欢的，还有少数人喜欢油门踩下去的感觉，现在这种感觉没有了。在电驱动的时候，即使电机做的非常好，路噪和风噪就非常大，比如原来路噪不是一个什么了不起的事情，但是被发动机掩盖掉了，现在路噪非常不好，抱怨会非常多。还有电动压缩机成为主要的动力振动源。还有电池系统，电池系统要冷却，还有热管理等等，都会带来一些问题。

我对汽车的主要系统做一个简单的介绍。首先讲车身，车身有哪些变化呢？由于新能源，这个过程发生了变化，其中有电池的布置，还有重量的变化，使我们的车身结构在发生变化，结构的变化对我们也是一个很大的挑战。还有一些轻量化的材料，比如碳纤维的问题，这些轻量化对我们来说也不是一个好事情。另外对声学包装也是一个挑战，一般做电动车也好，做混合电动车也好，都是把传统的车声学包装，因为源不一样了，对电动车来说，发动机舱里的电机噪声很小，如果我们还花精力做隔声则是浪费。

底盘系统，因为电动车或者新能源车如果不采用轻量化的车身，增加了几百公斤，那么底盘要做硬一点，这里包括弹簧阻力器和胶套增加，这对NVH影响非常大，会带来轰鸣声、影响舒适性。还有分布的变化，轮边电机、轮毂电机，导致模态变化。

电机系统，我们有电磁噪声，有机械噪声，有冷却噪声。电磁噪声主要的原因，是因为磁场密度的变化，同时产生电磁力，电磁力导致定子变形，是电磁噪声主要的原因。

这里是一个例子，传统车可以看到，传统内燃机以发动机阶次为主。新能源车以电机阶次为主，或者与发动机阶次并存。这也是一个例子，弱混的例子，是48V的，48V也是电机，48V电机采用的槽更多一些。

电控系统，有纯电动车的电控系统，比如有电池的控制，发动机电机的控制，还有热管理的控制，下面是混合动力的控制，混合动力的控制更加复杂一些。这些参数的调节，可能解决某个点上的轰鸣声，这个也要平衡经济性、操纵方面的性能。电控系统的特征是系统多，层次复杂，能量、介质分汇流回复等等。

这是电机控制的例子，在低转速的时候，电机转速声音比较大。这是48V的例子，也是通过调电控，把啸叫给消除一部分。热管理系统，电动车的热管理比传统车的热管理更复杂，热管理带来的问题是非常多的，产生的噪声非常多。还是以48V为例，因为48V电池放在行李厢里，通过水冷是无法实现的，后来就是风冷，用的风扇，风扇产生的声音很大，这也是一个问题。

下面是驾驶乐趣和法规，声音的掩蔽效应也非常重要，当两个声音A和B同时出现时，声音A把声音B掩盖掉了，只能听到声音A，或者声音A很强而声音B很弱，这种现象被称为声音的掩蔽效应。这里有频率掩盖和时间掩盖。这是一个单频率掩盖的图，离这个频率越远，需要掩盖的量就越大一些，如果到了5000赫兹，你这个声音是41分贝也会听见，所以是一个复杂的过程。

对电动车的噪声源都发生了新的变化，它的特点是什么呢？对电驱动没有什么规定性的东西，不像内燃机有规定性的东西，这个是没有关系的。同时声品质，人对这种声音所具有独特听觉感受，而且这种声音是与其他声音不同。动力声品质有几种，有舒适感、豪华感和运动感和品质。我们也做了一个研究，我们现在把很多国家的车，声品质还跟民族特色有关系，我们收集了很多，包括德国、日本、意大利之类的，都是跑车，你们可以看一下，你要仔细听，每个国家车的声音是不一样的，而且车的声音跟它的民俗特色非常有关系，比如你听意大利车的声音就像歌剧一样，非常嘹亮，如果你听日本跑车的声音，都是非常压抑的声音。中国的动力声品质是什么？我们还不知道，还在搜集。动力声品质这里有很多的对比，有逾越的感觉，有烦恼的感觉等等。

由于电动车没有声音，主动发声是现在的趋势，一个是车内的主动发声，一个是车外的主动发声，车内的主动发声是要产生原来发动机所有的声音，满足一部分顾客的要求，有些人喜欢宝马的声音，我们就做宝马的声音，有人喜欢凯迪拉克的声音，我们就做凯迪拉克的声音，除了车的主动发声，我们也做这样的工作。车外的主动发声，我们也做这样的事情，外面骑电动车开过去，像个幽灵一样过去的。现在美国做的，美国国家公路交通安全局，到2019年9月1日，就要求必须发声，就是安静车怎么发声，这是以后必须做的事。

我就说到这里，谢谢大家。