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特斯拉Model 3 技术亮点(声学包性能)

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发布:liuxianglong 来源: 阿尔特汽车
PostTime:11-1-2020 21:50
在低速工况下,驾乘人员对胎噪比较敏感。以下以60KPH匀速工况下的风噪值进行比较,Model3(参数|图片) 前排噪声小

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一、Model 3声学性能概述

首先来看两组对比数据:

60KPH-胎噪对比:

在低速工况下,驾乘人员对胎噪比较敏感。以下以60KPH匀速工况下的风噪值进行比较,Model3(参数|图片) 前排噪声小,驾驶员右耳声压总级58.5dB,较市场主流车型低2dB左右,后排噪声大,右后乘客左耳声压总级64.4dB,较市场主流车型高2.4dB左右;

图1 60KPH@DR/RR

120KPH-风噪对比:

在高速工况下,驾乘人员对风噪比较敏感。以下以120KPH匀速工况下的风噪值进行比较,Model3在匀速120KPH工况下,风噪表现理想,驾驶员左耳声压总级67.1dB,较市场主流车型低1dB左右;右后乘客右耳声压总级71.8dB,较市场主流车型高1.6dB。

图2 120KPH@DR/RR

通过以上对比可以看出,MODEL3对于驾驶员的噪声控制水平在设计上进行了重点优化,优于市场主流车型,而对于后排乘客的噪声控制不太关注,所以后排噪声要比市场主流车型差。

影响车辆声学性能的因素很多,归纳起来主要有以下三类:

1、密封性是声学包基础,包含气密性和声密性,气密性又包含白车身气密性和整车气密性;车身存在大量孔和缝,这些孔缝的密封处理对隔声性能至关重要,尤其是前围、地板上的孔缝必须得到有效处理;

2、声学包装属于被动降噪手段,能够有效降低中高频噪声,改善车内声学环境;声学材料分为以隔声为主的隔声材料(EVA+发泡组合等)和以吸声为主的吸声材料(棉毡、吸音棉等);位置不同降噪需求不同,合理分布声学材料成为声学包开发关键;

3、噪声源直接影响车内乘客舒适性;减少源处噪声,相比被动降噪,改善效果更加明显。

下面从 整车密封性、车内声学材料使用及 外部噪声源等方面解析Model3声学性能表现。

二、Model3整车密封性解析

2.1 白车身气密性-涂胶质量解析

  • Model3 涂胶宽度、厚度均匀且美观,能够很好保证板件搭接位置处密封,采用机器手涂胶(图3);右侧某新能源车采用人工涂胶,涂胶质量差,多处存在缝隙,影响白车身气密性(图4);

  • Model3 采用外部整体涂胶,涂胶量上升,成本增加,但密封质量能够保证;内部地板加强筋多,机器手操作困难,无法连续涂胶。

图3 焊缝密封胶-Model 3

图4 焊缝密封胶-某新能源车

2.2 白车身气密性-胶堵解析

  • Model3前围板、地板小孔(直径2-3mm)胶堵厚度约4mm,密封及隔声性能良好;

  • Model3前围板(图5-1)和后轮罩(图6-2)各有两个较大孔洞与车外贯通,易造成声泄露。

图5 前围板

图6 地板

2.3 白车身气密性-空腔隔断解析

  • Model3 侧围空腔隔断数量多(单侧隔断10处),均为内外两腔,夹角板发泡状态良好(B柱外腔除外);

  • Model3 A、C柱下端安装孔存在缝隙,导致A、C柱下端内腔夹角板不能有效密封;B柱下端外腔左侧发泡表面光滑(如图8 B柱红色区域),未与侧围外板充分贴合,导致此处隔断失效;门槛梁空腔与外界贯通,保证A、B、C柱下端与门槛梁的密封成为白车身气密性关键。

图7 侧围空腔

图8 A、B、C柱

2.4 白车身气密性总结

  • Model3白车身气密性测试结果33.5SCFM,高于市场主流车型;

  • Model3车身涂胶质量好,板件搭接位置密封良好;

  • ABC柱下端隔断未有效密封,泄露明显。

图9 白车身气密性试验

图10 白车身气密性@125Pa

2.5 开闭件气密性 解析

  • Model3 车门内板模块化,车门气密性增加(减重孔采用EPDM完全密封,线束在内板开孔通过并用胶套密封,单个车门有3-4SCFM提升);

  • Model3 门槛梁护板卡接位置无密封垫,门槛梁线束卡扣无密封圈,无法保证有效密封;密封垫及凸焊螺柱的使用(如图12、 13)可作为门槛梁密封的一个优化方向。

图11 车门

图12 门槛梁内护板

图13 线束卡扣

2.6 整车声密性-前围过孔、密封条 解析

  • Model3动力总成后置,前围过孔隔声性能要求降低;膨胀阀、线束、管柱过孔都未进行有效封堵;

  • Model3是无框车窗,下半部分两道密封,上半部分单道密封,密封性能差;

  • Model3前后车门缝隙采用密封条封堵,减少缝隙噪声产生;气密性对风噪影响较大,尤其是车门密封条,四门共计约8AI%的影响;高速行驶时车门向外张(100kph工况下密封条压缩量减少约0.8mm),前后车门缝隙形成谐振腔,将气流声放大传递至车内,直接影响车内声品质。

图14 膨胀阀

图15 机舱线束

图16 转向管柱

图17 车门密封条

2.7 整车密封性总结

  • Model3整车气密性测试结果112.3SCFM,较市场主流车型高20SCFM左右;

  • Model3车门气密性良好,门槛护板、线束卡扣位置气密性差。

图18 整车气密性试验

图19 整车气密性@125Pa

三、Model3声学包材料解析

3.1 前围系统解析

  • Model3前围轮毂包、流水槽空腔均增加发泡填充,钣金隔声性能提升,有效阻隔胎噪向车内侧传递;

  • Model3前围隔音垫采用EVA+PU发泡材料,厚度低(10mm),开孔面积大,局部不贴合,隔音垫隔声性能不佳;

  • Model3动力总成后置,前排噪声小,前围系统整体隔声性能表现良好;在满足系统隔声性能要求下,最大化使用吸声材料,提升车内语音清晰度,软硬毡组合可作为选项之一;

  • 在200Hz-1250Hz频段,填充发泡夹层板较未填充发泡夹层板隔声性能提升较大(前围过孔未考虑)。

图20 前围钣金-夹层板

图21 前围隔音垫

图22 夹层板隔声性能(TL)

3.2 地毯系统解析

  • Model3地板钣金与电池包贴合,电池包对地板隔声性能提升帮助很大;

  • Model3毯面采用ES纤维毡+针刺起绒面料,总厚度约8mm,绒毛较长,吸声性能优;

  • Model3前地毯采用毯面+发泡,备胎池处采用毯面+PET毡,均以吸声为主,提升车内语音清晰度;后地毯电机舱处采用毯面+EVA+发泡,隔声性能优,有效阻隔电机噪声向车内传递。

图23 地板钣金

图24 地毯隔音垫

图25 吸声系数 (a)

3.3 玻璃系统解析

  • Model3前风挡、天窗均为PVB夹层玻璃,厚度分别为4.46mm、4.62mm,较钢化玻璃隔声性能好;后风挡、前后侧窗为普通钢化玻璃,厚度分别为4.5mm、4.92mm、4.1mm;

  • Model3前侧窗采用钢化玻璃,厚度4.92mm,在吻合频率处,较市场主流车型(4mm)隔声性能提升3dB左右,有效阻隔A柱后视镜产生的风噪;

  • Model3后侧窗采用钢化玻璃,厚度4.1mm,与主流车型厚度相当,因动力总成后置,后排噪声源增加,传递至车内噪声增大。

图26 玻璃总成

图27 玻璃隔音量 (TL)

3.4 后轮罩系统分析

  • Model3后轮罩钣金喷有水性阻尼,可对后轮路噪进行减震降噪;

  • Model3后轮罩隔音垫采用EVA+发泡材料,且无支架开孔,覆盖面积大,隔声性能增加;

  • 60KPH工况下,在160-1000Hz频段,隔音垫体现出重要降噪作用(另外此频段声压级对声压级总级计算占比大)。

图28 后轮罩钣金

图29 后轮罩隔音垫

图30 不同车速声压级对比@RR

图31 不同车速声压级对比@RR

3.5 车内吸声件 解析:

  • Model3仪表板、侧围护板、门护板、行李箱饰板等使用大量吸音棉改善车内声学环境;

  • Model3车内吸音棉厚度约20mm,吸声效果优于同厚度下毡类材料。

图32 仪表板

图33 ABC柱护板

图34 车门护板

图35 行李箱饰板

图36 吸声系数

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