【太平洋汽车 技术频道】很少遇到活动主办方的员工在沟通会上公开“吐槽”自己老板的场面——在理想汽车NVH技术日的workshop环节,理想汽车第一产品线总裁汤靖面对在场媒体,大谈李想在理想L9的NVH开发过程中,各种“吹毛求疵”的行为:一会要求全面超越宝马X7,一会又要把普通人都听不到的空调嘶嘶音消除掉,NVH团队都快被他逼疯了;若是NVH团队出现抵触情绪,“厂长”李想通常怼回去一句话:“反正我是不会买这个车。”团队只好乖乖妥协,老实优化……
在理想汽车内部,李想一直在充当着产品经理或质检官的角色。虽然网上经常有批评者指责理想汽车“没有技术”,但是在NVH领域,理想汽车却有着远超同行的专注度和成果。
拆解一下NVH,你就知道是啥意思了:N是噪音(Noise),V是振动(Vibration),H是声振粗糙度(Harshness)。
在这三个要素中,噪音和振动都可以量化成数据指标,属于客观要素;声振粗糙度则偏向于个人体感,是描述人体对振动和噪声的主观感觉的,很难用客观方法去考察。
看到这里,我们也大概明白,可以量化成数据指标的要素,做得好还是做得坏都有数据参照,也更容易有的放矢地去改进,但主观层面的声振粗糙度就没那么好办了,甚至可能会遇到“千人千面”的情况——不同性别、不同年龄、不同听觉灵敏度、不同喜好等等维度的用户,都可能会对同一产品的声振粗糙度给出不同的评价。
而整车典型的噪音可以分成空气声和结构声两大类。空气声包括风噪、电驱啸叫声、热管理高频噪声等,这类噪音将空气作为传播介质,可以通过填充隔音声学材料解决;结构声包括发动机轰鸣声、路噪、车身结构干涉音等,这类噪音将车身作为传播介质,光靠隔音材料是不足以完全消除的,只能靠技术手段解决。
所以,NVH是一种高端的“静谧技术”,不是随随便便塞点隔音棉就能优化的,而是需要通过系统的、科学的、严谨的技术手段进行优化。
1959年,当时的劳斯莱斯有一句堪称业界经典的广告语:60英里的时速下,这辆最新款劳斯莱斯车内最大的噪音来自于电子钟。而到了现在,劳斯莱斯的广告语则进化为“车内最大的噪音来自于你的心跳”。
无独有偶,在英语中也有一句谚语:Quietness is best(安静是才最好的),这表明了安静其实是一种很奢华的体验。所以,这也解释了为什么顶级豪华品牌愿意花费重金去宣传产品的静谧性,而不是宣传很多人爱看的百公里加速、极速等指标。
其实,很多汽车品牌也会做NVH,但通常达到及格线就不再深入优化了。不要小看了NVH技术几分贝(dB)的优化效果,3dB的差距,能量几乎可以相差一倍,这其中的优化难度相当大。
NVH是一个庞大的系统性工程,不像百公里加速、极速等这些指标,是有明确的技术路线可以提升的,比如增加发动机排量或是电机转速等。而NVH涉及到的零部件非常多,在汽车的一万多个零部件中,超过30%都和NVH有关,并不是靠塞吸音棉就能解决的;而且NVH需要开发的场景非常多,包括各种行驶动态、环境、温度、天气等等;并且每个人的听力和身体感受不同,敏感的人会察觉到一般人感觉不到的噪音(比如听力比普通人在高频方面更敏感的李想),很有主观性……总之,要做好NVH,实在是太难了。
【笔者在现场也做了NVH听阈敏感度测试,高频敏感度不及李想】
理想ONE作为理想汽车的第一款车型,曾连续14个月位居中国中大型SUV消费市场排行榜第一,夺得2021年中国中大型SUV销量冠军。虽然理想ONE在空间、动力、智能化方面在当时的同级产品中表现突出,但在第三方测评平台“@郑博士巴顿”的NVH静谧性榜单中,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】
这样的排名,理想团队无法接受,也成为了理想ONE这款产品最大的遗憾。这个遗憾,只能等到开发理想L9时才能弥补了。
2021年中,在理想L9开发初期,团队收到了李想的调整目标:希望增程系统的发电功率要比之前增加20kW,让用户体验到的保电性能更好,在混动模式下尽量不要遇到馈电、持续掉电的情况。然而,这样的调整会对NVH开发增加很大的难度。在接下来的半年时间里,NVH团队都在优化增程2.0系统的引擎轰鸣声,就在团队认为NVH状态已经非常不错、甚至高出行业标准的时候,“吹毛求疵”的李想直接浇了团队一盆冷水,认为增程器的低频压耳声依然存在,必须继续优化。
NVH团队只好再花一个月的时间,从硬件、软件都做了进一步的优化——硬件上,围绕中冷箱体和管路做了结构优化,换上了新结构的隔振垫和支架;软件上,再次微调了XCU的标定策略,让增程器的噪声和车速做了更好的匹配,掩蔽噪声。终于赶在2022年春节前通过了评审。
而在理想L9开发接近尾声的时候,李想也没有消停:某天,听觉异于常人的他在开L9测试车的时候,发现在粗糙沥青路上的路噪非常明显,没有自己那台宝马X7的声音那么沉稳。NVH团队成员虽然都感觉不到这种声音的差别,但还是花了两周时间,通过实地测试、采集数据、修改方案,最后综合减振性能、重量、可靠性、成本、时间等等因素,给出了解决方案,就是在前悬架上叉臂的显眼位置安装一个谐振块,优化了L9的路噪。
你以为这就结束了?李想又来“找茬”了:2022年6月某天,李想开试装车回家时,发现开了空调之后会有高频噪声特别吵,这也是普通人难以察觉的高频噪音。当时离L9量产的时间已经很近了,但NVH团队还是抓紧测试分析,最终通过在热管理系统里优化了冷媒膨胀阀,成功把这个声音优化掉,代价则是每台车增加140多块钱的成本。
理想L9除了在细节上花功夫能优化NVH表现之外,其实车身框架结构与NVH优化也有关系。通过布置或优化封闭式顶盖横梁、后炮塔X型加强梁、D柱环形框架、铸铝炮塔、三角加强梁、风挡横梁、前副车架、动力系统悬置等部件,就能有效减少车身框架部件之间的干涉和共振,消除车身结构声,达到优化NVH的效果。
理想NVH团队本以为在开发L9的过程中积累的经验,可以原封不动地移植到理想MEGA的静谧性开发任务中,完全没有意识到动力形式已经由增程向纯电转变,导致团队遇到了很多NVH超纲难题,在开发之初就碰了大钉子……
首先遇到的是热管理系统的静音难题。由于MEGA配备了5C超充,在超充的时候,车辆的散热需求会非常大,只有把电池温度维持在合适的区间内,才能把充电功率保持在400kW甚至500kW以上,所以理想MEGA配备了一个功率1100瓦、直径535mm的大风扇。为了减小这个大风扇的噪音,NVH团队和供应商经过多轮周折和多次的沟通、协商,终于得出了扇叶的优化方案,再经过反复的仿真、样件验证之后,最终确定了九片仿生波浪形叶片的方案,解决了噪音问题。
【左:扇叶初始版本 右:扇叶最终版本】
接下来遇到的是抑制座椅抖动的难题。面对这个难题,NVH团队不仅要抑制振动,还要保证车辆的操稳、耐久度、安全性,而且在MEGA上,因为是纯电车型,还要控制好重量,避免影响续航问题的出现。NVH团队联动其他制造部门,又经过各种争论、拉通、妥协,最后各部门达成共识,通过改变座椅骨架的结构来解决问题,采取了在座椅骨架上吸振的方式,才最终解决了问题。
最后轮到第三排的静谧性问题。在行业主流MPV中,三排位置的后侧围角窗基本上都是普通钢化玻璃,但隐藏式滑轨空腔和角窗亮条台阶位置,会在气流的冲击下产生高频声源,这种材质的钢化玻璃存在“高频耦合频率区间”,在耦合频率附近会有更多风噪产生。虽然理想NVH团队通过优化手段减少了一部分的高频声源,但是风噪依然存在。最终,团队提出了一个更昂贵的解决方案,就是要更换材料,使用声学夹层玻璃(PVB声学夹层玻璃隔声能力更强,且不存在“高频耦合频率区间”),代价则是让MEGA的单车成本提升到之前的近1.5倍。
【MEGA第三排侧窗使用了声学夹层玻璃】
理想团队如此大费周章地应对MEGA身上各种NVH超纲难题,到底值不值得呢?在NVH博士、知名汽车博主@郑博士巴顿的最新一期NVH榜单当中,理想汽车家族都是霸榜的存在:在40km/h、80km/h和120km/h三张榜单中,理想MEGA都是排名第一,理想L系列车型也基本排在10名以内,NVH水平超过了许多百万级的豪华车型。
事实上,噪音不仅影响人们的睡眠,也会影响孩子、成人、老年人的各种身心健康。世界卫生组织已经将噪音污染列为仅次于空气污染的环境威胁,不仅会引发听力损失、心血管疾病、睡眠障碍等,还会影响胎儿的发育等问题。汽车制造商深耕NVH领域的意义,就是要消除噪音对车内乘员身心健康的伤害。
理想汽车的目标群体是广大家庭用户,因此,理想汽车认为,为用户家人提供更安静、更舒适的环境,远比那些“x秒俱乐部”、刷纽北更有意义——显然,不会有哪个用户的需求是带着一家人去飙车,而不是让家人在车里睡得更香。(部分图片:理想汽车官方 文:太平洋汽车 李喆)
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