几乎所有车企都为车辆的 NVH 问题( Noise 噪声、Vibration 振动和 Harshness 声振粗糙度)犯过难。
先看一组数据——汽车整车约有 1/3 的故障问题是和车辆的 NVH 问题有关系,各大车企有近 20% 的研发费用消耗在解决车辆的 NVH 问题上。
在汽车领域,NVH 一直有“汽车玄学”之称,其“玄乎”之处在于一个汽车零部件、环境的改变都可能导致 NVH 问题出现,捉摸不定,但其对用户驾乘体验造成的影响却能够被实际感受到。
正是这个令车企们头疼却又极其重要的关键要素,成为车企们暗暗较劲的一大维度。其中,BBA 凭借近百年的汽车技术积累在 NVH 性能上可谓是遥遥领先,为实现赶超,部分车企不惜走上堆钱、堆料的捷径,采用高端品牌的静音轮胎、双层夹胶玻璃隔音等。
对此,比亚迪 NVH 首席专家张强博士并不认可这种治标不治本的方式。
张强博士介绍比亚迪NVH发展
“堆钱、堆料做不好 NVH 。”张强博士一针见血地指出,之所以如此肯定,不仅基于其对 NVH 的清晰认知,而且在于他深知比亚迪在提升汽车 NVH 性能的复杂和困难。
毕竟,在死磕 HNV 这条路上,比亚迪团队已经走了 14 年。
早在 2008 年,比亚迪就创建了 NVH 团队,致力于 NVH 方向的研发。从前十年的表现来看,在专门研发团队的努力下,比亚迪 NVH 性能虽有所提升,但要赶超 BBA 则还有很长一段距离。
作为整车开发最难的部分之一,比亚迪深知要做好 NVH 不可能一步到位,为了提升团队研发实力,比亚迪不仅 NVH 研发领域持续加大硬件投入,在 2010 年投建了 NVH 实验室,而且一直坚持团队建设和高端人才的引进。
在长线的人才引进策略下,比亚迪不仅在 2016 年底将风噪&声学包专家车熙范纳入麾下,而且在 2018 年收获了张强这名大将,后者曾任职于雷诺集团担任 NVH 首席专家,在 2008 年-2018 年期间还任法国汽车工程师学会振动和噪音分会会长。
比亚迪NVH技术发展三个阶段
随着人才建设不断完善,比亚迪也由此开启了 NVH 技术发展“三级跳”——从建立系统检测方法,解决 NVH 留存问题,缩短与先进车企的差距;到推动平台化开发,挑战 BBA;再到主动声设计,打造专属声。
加入比亚迪后,张强先是让团队围绕设计能量分析、弱点分析等方面进行现状分析,通过这些前期工作,张强发现原来的工作模式缺乏系统性,这是导致“知其然不知所以然”的关键因素。
另外,通过其接触的第一个项目——解决 2.0T 发动机怠速不规则抖动问题(由于铸造工艺问题导致发动机一缸进气道偏差出现震动),张强认识到,要解决留存的 NVH 问题,需要从开发阶段系统性介入,不仅要开展数模审查和数据仿真,并且提出了 NVH 设计指标,建立 NVH 相关产品设计规范。不仅如此,比亚迪生产基地还建立了性能小组,定期抽查关键参数,确保生产质量。
图为比亚迪整车四驱半消声室
有了前一阶段的基础,张强开始推动平台化开发。
前面提到,此前比亚迪 NVH 的开发工作缺乏系统性,这导致不同车型不同系统,每个车型连转向结构都不一样,开发周期长,且性能表现不如人意。
基于此,张强先是从整车开发阶段开始接入,将整车 NVH 目标科学的分解到系统及零部件,分解后各子目标的研发数据会作为产品开发的重要参数,通过 CAE 手段,进行弱点分析和结构优化后,再与产品部门共同制定产品开发策略,优化设计,确保子系统目标达成。
在张强的推动下,比亚迪整车开发七个部门进行联合,用六个月的时间形成规范研发流程,将开发周期缩短了 50%。
“NVH 工程师不光要懂 NVH ,而是要全能,和多部门进行沟通”,张强说道。
NVH 问题好比一个交响乐团,当不同的乐器同时演奏时,如果没有指挥家对不同乐器进行轻重缓急的分工,则会呈现出混乱的演奏场景,其产生的也就不是音乐,而是噪音,而NVH 工程师充当的就是“指挥家”角色,需要对汽车系统有全面了解,才能对汽车零部件进行 NVH 性能的系统优化匹配,做好减振降噪。
经历了前两个阶段研发工作调整,张强表示比亚迪 NVH 在静谧性上已经能够与 BBA “掰手腕”,但与此同时,张强及其团队也在思考,当静谧性达到一定标准之后,NVH 还能够往什么方向发展?
这个问题不只是摆在比亚迪面前,而是整个行业的共性问题。
“静谧是 NVH 追求的核心目标之一,但好的 NVH 并不是绝对的安静。”张强表示,“那么,汽车能不能发出主动声音,提升乘员舱氛围的舒适性、愉悦性?”,这是张强及其团队开始摒弃对分贝的单一追求,转向了新维度,即主动声音设计( ASD)。
在海外,包括宝马、宾利等国际知名汽车品牌已经有所尝试。宾利曾找声音设计公司为宾利欧陆 GT 系列车型提供指示器,警报系统和抬头显示器的声音,宝马也曾开发过 ASD 系统,而在国内,汽车品牌进行主动声音设计的还在少数。
2021 年 2 月,比亚迪内部立项 NVH 主动声研发项目,在研发前期,张强定下了主动声设计原则,即主动声必须与造型、产品新定位协调;主动声的加入不能破坏静谧性;主动声既要引入艺术思维,又要忠于汽车属性等。
不过,声音优劣之分没有固定标准,而是取决于人的主观评判,要设计出满足多数受众听感,又符合比亚迪品牌调性的专属主动声也并非易事。
对此,比亚迪在开发前期进行约 200 人规模的听音评价调查,评价问卷采用打分和自由描述两种形式,将评价结果成为后续设计开发的重要参考因素之一。
图为车内主动声类型
经过 5 个月研发与调整,比亚迪率先设计出海洋系列、王朝系列的车内主动声,主要包括换挡、转向、双闪等功能性提示音,以及启动、熄火、迎宾音、运动声浪等品牌专属声音。
针对车内主动声,比亚迪NVH团队没有采用常见的机械声和电子合成音,而是和第 16 届亚洲运动会现场表演总导演兼音乐总监方奕合作,从乐器音律和自然界的音源中取材,设计了贴合不同车型气质特点的声音,具体来看:
目前,海洋系列的主动声已经上线,而王朝系列还需等待后续 OTA 升级实现。据张强透露,比亚迪 NVH 接下来还将在新的车型上结合智能座舱,打造全新的移动空间。
无论是消除噪音,追求静谧性,还是设计品牌专属主动声,NVH 每一个发展阶段不是节点性的“告一段落”,而是持续地完善和补充,这是一项伴随汽车研发的长期工作。
随着汽车越来越强调为“移动的生活空间”,性能之外,汽车生活权重逐渐升级,作为影响驾乘体验的其中一个极为重要的因素,NVH 性能表现的重要性也在凸显。
车企间关于 NVH 的战役,不会有休战之时。
领取专属 10元无门槛券
私享最新 技术干货