宽敞的后排,安静的车厢,一个「成功人士」在享受车里的静谧…... 把时间推回十年前,这是很多豪华汽车广告的标配场景。甚至早在 60 年前,劳斯莱斯就在广告中写到,「在 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。」 把舒适静谧跟奢华挂钩,是豪华品牌的传统操作了,汽车行业通常把它概括成一个指标 NVH(Noise、Vibration、Harshness,噪声、振动和声振粗糙度)。 豪华品牌为什么喜欢把 NVH 性能跟奢华体验联系到一起呢? 一方面是因为 NVH 跟人的生理感受密切相关,直接决定了用户在车上是否舒服;另一方面,要提供更好的 NVH 性能,难度不亚于造发动机。如果说发动机是燃油时代豪华品牌们的硬核实力,那 NVH 就是隐形的技术壁垒,车企通常需要 20%的研发预算投入在 NVH 上。 不过,如今优越的 NVH 性能好像已经不是豪华品牌的专属了,越来越多自主品牌同样能提供静谧、舒适的体验。比如,理想汽车就曾透露在 NVH 方面的研发投入迄今已经在一个小目标左右。 那 NVH 到底有什么学问?想让一辆车更舒服点儿,有多难呢?理想这一个小目标都花在哪里了呢? 汽车的 NVH,是玄学?还是系统科学? 汽车行业里一直有个说法:「汽车的 NVH 是玄学。」 对这种「玄学」,感受颇深的不只是汽车工程师们,很多车主也有同感。比如,某一天自己的车突然出现「异响」,也可能某天这种「异响」就自己消失了,这种「异响」都属于 NVH 的范畴。 NVH 通常包含了一辆车的噪音、振动、声振粗糙度,比如: 一辆车行驶时,轮胎发出的声音、气流冲击车身的声音,散热空调运行的噪声; 发动机、电驱动系统、底盘振荡引起的振动; 声振粗糙度,人对于不同频率、分贝的噪声和振动的主观感受。 虽然只有三个指标,但要解决 NVH 问题,往往是一个庞大的系统工程。 一方面,每个人对 NVH 的感受非常主观。 比如,同样是噪声,成年人能接受的频率通常是 30~16000Hz,但儿童因为没完全发育,对高频率更敏感,有时候能听到 30000~40000Hz;遇到低频噪声时,大多数人可能听不到,但部分对低频敏感的人可能会感到闷闷的「耳压感」。 每个人对噪声和振动对敏感度不同,决定了 NVH 要照顾到绝大多数的感受时,不能用简单的「平均水平」来衡量。 另一方面,要解决振动、噪声的问题,找到问题的源头往往非常困难。 比如,当一辆车的振动、噪声让人不舒服时,可能是由于路噪、风躁导致的空气噪声;也有可能由于发动机、增程器、底盘振动产导致。面对前者,可以通过类似隔音棉、密封条来减少噪声;但是对于后者,隔音棉可不管用。 在不同工况、温度、天气下,微小的振动可能引起零部件之间的共振,一辆车 30%的零部件都与 NVH 有关,车身刚度、材质、结构设计都有影响,可以说是牵一发而动全身。这时候隔音棉只是治标不治本,要从根源上解决 NVH,需要把车当整一个整体的系统科学来解决。 比如,就在理想 L9 量产前夕,李想曾在试制车上发现空调有 4000~8000Hz 的「hiss 声」。这个声音对于大多数人来说可能都察觉不到,但是对于听觉敏感的人,特别是小朋友来说,就会导致不舒服的感觉。类似空调的噪音、电子元件的高频噪音、连杆的摩擦声,显然不是隔音材料能隔住的。为此,理想 NVH 团队对空调系统来了次大体检,最终找到了噪声源头,优化了冷媒膨胀阀。 一直以来,因为在成本和支出的极致控制,外界调侃理想是「抠厂」;但是为了让理想 L9 的噪声降低,L9 的单车 BOM 成本提升了 140 元,效果是 8000Hz 高频噪声下降了 15dB。这 15dB 的优化,让很多一家老小可以在车厢拥有一个更安静、舒适的环境。 新能源汽车的 NVH,摸着自己过河 前几年,网上不少人吐槽:「电车更容易晕车」、「新能源汽车容易晕车」。 很多时候,「晕车」往往是由于车上振动和噪声导致的不舒服,跟一辆车的 NVH 水平直接有关。那为什么新能源汽车一度被吐槽容易晕车呢?还得从新能源汽车的 NVH 开始说。 以往,我们通常觉得一辆汽车的振动和噪声,发动机是「元凶」,如果发动机没了,NVH 就简单多了?现实中还真不是。 很多时候,没有了发动机的「掩护」,风躁和路噪更明显,更考验汽车的「降噪」能力,这也是很多纯电动车被吐槽「路躁太大」的原因。同时,发动机、增程器通常是低频振动,电动车的电驱动系统往往是高频振动。对于一辆增程汽车来说,整车零部件既要避免低频共振,也要避免高频共振,难度加倍。 直接套用燃油车的 NVH 方案,就导致了早期很多人吐糟新能源汽车容易晕车。要让新能源汽车有更好的 NVH 性能,不能照抄豪华品牌的作业,只能自己摸着石头过河。 比如,理想 L9 的增程器发电功率比之前增加了 20kW,要做到同样优秀的 NVH 性能,要对增程器的振动进行优化,不能简单粗暴的增加减振垫,而是需要对整车的零部件进行 NVH 优化:让整车既能兼顾增程器的低频振动,也能兼顾电驱系统的高频振动。 为此,理想的 NVH 团队在硬件上给冷箱体和管路换上新结构的隔振垫和支架,来隔绝振动;动力总成悬置、散热总成衬套进行多次设计,改变振动频率,避免共振;同时,在软件层面上,让增程器噪声和车速做了更好的适配,减少振动引起的噪声;甚至在开发前期,通过 NVH 仿真软件对 NVH 性能进行优化。 类似的 NVH 问题不仅跟发动机、增程器和驱动电机有关,很多时候我们不太能感受到的电池热管理系统,也跟一辆车的振动和噪声密切相关。 比如,不少网友曾在网上反馈过,自己的车在超充时有明显的声音,在慢充时声音就消失了。之所以会有声音,是因为超充功率高,电池散热需求大,相应地电池热管理系统的风扇规格要更大,不同规格的风扇可能产生的额外的振动、噪声。 以理想 MEGA 为例,为支持 5C 超充,要配备一个 100W 功率、535mm 直径的大风扇。如果直接采用供应商现成的方案,就有可能像游戏本开机时一样,发出巨大的风扇声和振动。为了降低振动和噪声,理想 NVH 团队只能自己做仿真、出优化方案,自己优化了叶片数、间距、挡风罩形状等,把风扇的突突声消灭在设计环节,让 5C 超充时的静音水平可以跟 250kW 功率的 Model Y 相当。 MEGA 上类似的 NVH 优化可以说全副武装。比如,全铝材质的底盘和衬套优化,不仅能让结构刚度提升 30%,还能让隔振性能提升 10 倍;覆盖了座舱 95%面积的声包,能让第三排的隔声优于行业水平 2 分贝;专门优化的车架地板振动传递系数更低等等。 这一系列 NVH 优化的结果,从理想的 NVH 表现能看出来效果:在汽车博主@郑博士巴顿 的 NVH 排行榜中,理想 ONE 的 NVH 水平 40km/h 排名第 15 位,80km/h 排名第 22 位,120km/h 排名到第 29 位;到了理想 MEGA, 在 40km/h、80km/h、120km/h 时速下,均夺得第 1 名;NVH 排行榜不再被豪华品牌霸榜。 最后 前几年,李想曾在一次采访中说,自己能感受到 3mm 座椅垫子带来的变化,当时被不少网友调侃是「豌豆公主」。 但是,在 NVH 这个领域里,各家车企最需要的正是类似的「豌豆公主」。那些被称为「金耳朵」、「金屁股」的专家们,对感受特别敏感,才能察觉一些偶发的噪声和振动带来的不舒适,才能让一辆车在各种小概率场景下、尽可能让所有人都感到舒适和静谧。 很多时候,提到理想,提到如今的国内车企,我们往往第一时间想到冰箱彩电大沙发,想到堆料。堆料堆不出豪华体验,堆不出技术壁垒,但是解决了 NVH 这个庞大的系统工程,能让用户感受到润物细无声的体验升级。 曾经,NVH 是豪华品牌旗舰车型们引以为傲的技术壁垒,不过,在理想这样的国产汽车上,我们看到 NVH 不再是品牌溢价的代名词,曾经的壁垒逐渐被技术平权。
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