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NVH太“玄學”?那就比拼砸錢搞研發吧

IP屬地 中國·北京 編輯:鄭浩 汽車公社 時間:2024-08-07 11:40:08

“汽車的NVH是什么?”

“N=噪音Noise,V=振動Vibration,H=聲振粗糙度Harshness。”

“沒錯,這是對消費者用戶來說的NVH定義,對工程師來說,NVH=Not Very Happy。”

……

這樣的段子對話,在業界已經反復上演。汽車的NVH關聯到汽車的方方面面,從整體設計、工藝到用料等,同時比起動力強勁水平、能耗和智能化等指標,沒有那么光鮮奪目,需要用戶靜下心來細品才能體會。“很吃力,但沒那么討好”是對NVH的定論。

因此,能否沉下心來,用大量的人力財力去優化NVH,最能體現車企是否用心造車。

NVH=HVN=“很為難”?

如果簡單地將NVH理解為“隔音棉+橡膠,緩沖減震就能解決”,那么非常片面而淺顯。

一組數字可以讓你輕松記住NVH的重要性和解決難度:三三二。

第一個“三”,是關聯零部件數量。

根據相關機構和車企統計,NVH屬于龐大的系統性工程課題:一輛汽車的零部件總數在1萬到10萬個不等,新能源車比燃油車少,不過都是超過30%與NVH相關。

第二個“三”,是關聯故障次數。

按照資料,整車約有三分之一的故障問題和車輛的NVH有關。

“二”是指研發費用。

各家車企的研發開支里,大約20%用于解決NVH問題。

但是NVH并不只是“三三二”就能完全概括。

“我怎么覺得L9的路噪比MEGA還要更好一些?”就在理想汽車NVH科技日的試駕環節,有測試者如是反饋,但我個人卻并沒有這樣的感受,只是覺得MEGA和L9整體NVH好于路虎攬勝和豐田埃爾法——當然也不奇怪,畢竟新能源動力總成對NVH有利,并且用心打造科技的車企終究在NVH方面會有后發優勢。

問題來了,測試者們相互有別甚至矛盾的體驗,正是NVH“玄學”性質的表現之一。

首先,玄學在標準難以統一。

NVH的根本要素是機械波,和宏觀的機械結構有差異,在終端體驗層面,落點和評價標準是乘員的主觀感受。倘若說噪聲的響度還有分貝數可以量化衡量,那么對不同頻率振動的適應性、對聲振粗糙度的感受,每個人可能有自己的結論。

其次,玄學在仿真分析難以奏效。

如今,CAE模擬仿真等已經廣泛應用于汽車設計。對車型開發和結構設計等來說,仿真容易獲得直觀結論,但NVH因為關聯到諸多方面,包括空氣動力外形、制造工藝、底盤結構、輪胎材料、阻尼隔音分布和選材等等,因此仿真難度較大。

從理想汽車NVH科技日的資料看,行業在數字化輪胎路噪仿真、電驅高頻混合仿真、整車異響仿真等方面的精度大約是85%,理想汽車投入重金提升到90~92%水平;仿真度較高的造型風噪仿真、熱管理虛擬聲源仿真等,業界基本上在88~90%水平,而理想提高到95%。

應該說,仿真要達到100%符合現實,難度極其之高。

第三,玄學在實測周期長、決策考慮廣。

在燃油車時代,倘若發動機震源出現問題,可能關聯到懸架、球頭登連接部位,可能有裝配工藝、用料等維度異常。

新能源車時代,整車的空氣聲和結構聲兩大塊和燃油車存在差異。空氣聲不只是風噪,還有電驅嘯叫聲、熱管理高頻聲等;結構聲除了車身和底盤,對插混和增程車來說,還有發動機/增程器轟鳴聲。

一方面,這就增大了“診斷”的難度,牽一發而動全身。

另一方面,汽車不同要求指標,可能出現矛盾。例如馬自達為了追求動力和操控,發動機采用高壓縮比和稀薄燃燒,帶來噪音大的缺點。而沃爾沃上一代產品重視車內空氣質量,取消了一些阻尼,因此NVH也不突出。

“如果我們理想汽車遇到這種情況,就會給供應商施加壓力,開發環保的阻尼材料,”理想汽車公關總監余巍笑著告訴媒體。此外,理想、蔚來為代表的造車新勢力,以及一些傳統車企的新能源品牌,也在廣泛與供應商協同開發,使得相關技術和零部件更能符合整車終端訴求。

不過,這樣一來也有代價,那就是需要強化供應鏈管理,以及加大人力和財力的投入。

請燒錢做技術研發

“NVH曾經是頂級豪華車的專屬。”

在汽車工業歷史一百三十多年歷史中,許多技術和功能,呈現出一種“舊時王謝堂前燕,飛入尋常百姓家”的下放與普及態勢。

例如抬頭顯示器HUD,起初需要寶馬7系這樣的頂級豪華車才配備,現在檔次比較不錯的車幾乎都能配齊;空氣懸架,隨著孔輝、保隆等供應商的崛起,蔚小理等新勢力、阿維塔星紀元等新品牌的發力,也逐漸從保時捷卡宴等超豪華車走向了更多中產用戶。

然而,這種普及需要汽車公司們承擔相當沉重的擔子。

以理想汽車來說,為了優化NVH,斥重金打造了造價不菲的聲學實驗室,模擬車輛在不同速度下車內的聽感;以及隔聲套組實驗室,主要模擬乘員在車內所感受到車外的各種頻率的噪聲等級。

理想MEGA是業內首款超充功率達到500千瓦以上的量產車,充電功率高,散熱訴求就高,散熱風扇功率達到1100瓦、直徑535毫米,對應的NVH難度也就更高。

最初供應商的風扇方案是七葉,高轉速噪聲表現并不出色。理想團隊在仿真和計算中,提出了九片仿生波浪形葉片方案,葉片數、葉間距、葉片形狀以及擋風罩都得到優化。“供應商拿不出來,我們就自己做,”理想工程師自豪地說。

最終,MEGA實現520KW超充功率的NVH,達到250KW特斯拉Model Y的水平。

甚至連“冰箱空調彩電沙發”,也同樣需要“燒錢”去優化NVH設計。例如理想L9為了提升空調的NVH水平,降低8千赫茲頻率噪聲,不惜單車BOM成本提高140元。

從二排大屏幕旋轉機構、座椅電調乃至冰箱,理想都在設法優化NVH表現,為此自行開發了屏幕旋轉機構的NVH解決方案。

其實原先業界對理想汽車的長板認知,主要集中在“冰箱彩電大沙發”的配置優勢,也是業界最優秀的產品策劃者;但是在技術研發底座層面,無論是從早期研發投入預算看,還是核心技術專利數量,又或者純電專用平臺和無圖智駕技術的先后性,理想汽車并不突出。

士別三日當刮目相待,從2023年開始,理想汽車研發投入達到了130億元,在新勢力中僅次于蔚來。“今年我們研發預算或達到150億元,新勢力中第一。”理想高管告訴我們。

而從創始人李想到整個公司對技術較勁的進階態度,則是最底層的邏輯變化。

在L9車型的開發過程中,李想給團隊提出要求“NVH不能低于我的寶馬X7”。開發團隊第一輪成果是“85%指標超越,10%指標基本持平”,本以為能夠獲得老板首肯,結果“挨了一頓批”。

開發團隊只能推倒重來,包括懸架叉臂上安裝了一塊0.6公斤的諧振塊解決路噪等方案,與寶馬X7、奧迪A8等車型的思路如出一轍,最終滿足百分百超越對標對象,設計才能通過。

如今MEGA成為全球最安靜MPV,也和這樣的思維變化密不可分。

NVH的進化史,堪稱汽車高階技術功能的普及史。“技術平權”思想其實和維持品牌的高端稀缺并不完全矛盾,能夠將更多消費者帶入優質汽車生活,而不是曲高和寡,才是新時代高端汽車品牌的使命。

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