提到新势力品牌,大家最先想到的肯定还是蔚小理三家,而就是这专做新能源的三大品牌,却有一家特立独行,从增程式动力开始做,理想的切入点很特别,但它也是目前三家中销量最高的。
而今天我们要讲的并不是某台车,而是一台车上很少有人提及的NVH。这是一个非常主观的部分,同时也不像碰撞安全性那样,属于整车研发过程中必须要考虑的部分。但它绝对是提升用车品质,迈向豪华舒适取向必须深究的细节。
一旦提到NVH问题,可能很多朋友都会说:新能源车,尤其是纯电车,不需要考虑,因为本身就没有了发动机的运转声,只需要控制风噪、路噪即可。其实也正是因为纯电车特性下的安静,反而在行驶过程中产生的一丝丝外界噪音,都会引起人们的敏感。而对于增程和插混动力的车型来说,NVH研发更要考虑多种场景。
噪音如何传入车内?NVH的构成分别是噪音(Noise),振动(Vibration),声振粗糙度(Harshness)。而声音是如何产生的?源自于振动。
各种零部件相互碰撞、摩擦,都会产生频率不同的振幅,最终传入人耳内的就是大小不同的噪音。正常人耳能够听到的声音频率范围是20-20000Hz,根据年龄不同,耳龄不同,耳朵的敏感度以及能听到的范围都会随之减小。当然也有特殊人群,比如“李厂长”,他对声音就非常敏感,尤其在高频方面。一旦被他听到了工程师没有发现的噪音,那研发测试就要继续深入。
关于如何更好的隔音降噪,我们首先要知道车内噪音的构成,主要分为两类:空气声和结构声。
空气声其实很好理解,指声音在空气中传播至人耳听到的声音。而要解决空气声所传播的噪音,最好的办法就是通过声学材料,也就是俗称的“堆料”。但是用什么料?料堆在哪里?才是研究的重点。
结构声是指声波在结构中传递,辐射到空气中,最后人耳听到的声音。比如发动机的振动传递到车架上,振动波在车架和车身中传递,最终通过车身向车内辐射。而对于结构声的噪音才是最难解决的问题。
如何化解结构声?隔振:
世界上第一台汽车就加入钢板弹簧,用来隔绝路面的振动。而隔振的基础做法就是安装减振器,隔绝振动的同时也能够减少结构声的传递。
理想增程2.0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。但这会对NVH开发增加很大的难度。反应到硬件上,新的增程系统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。同时软件上也进行了调校,让增程器的噪声和车速做了更好的匹配,进一步隔绝噪音。
避频:
对于避频,其实有一个非常直观的例子:当大队人马过桥时,不能用整齐的步伐通过,是为了避免桥梁共振效应。
在理想L9的研发接近尾声时,李厂长发现他每天回家的必经之路上,有一段粗糙沥青路面的噪声非常大。但是整车研发快要结束,NVH团队只能不断测试修改方案。最后给出了最好的解决办法就是增加谐振块,避开共振频率。尽管会有很大的舆论压力,但它在NVH上面的体现是毋庸置疑的。
吸振:
而吸收振动,同样也是减少噪音通过结构继续传播。比如中国第一高楼上海中心大厦,632米的高度如何应对大风天气。其实全靠上海中心内的阻尼器,重达1000吨,通过惯性摆动会产生一个反作用力,以减少楼体的摆动。
吸振应用到车内,理想MEGA作为理想的第一款纯电车型,大沙发是用户特别喜欢的。加热、通风和按摩一应俱全。其实对于车辆座椅,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,避免续航问题。
当时理想座椅团队提出的意见是从底盘上解决振动的传递,也就是提高隔振性能。用最通俗的话来说,就是让底盘变得更软一点。但是底盘团队不接受,因为这样会影响操控稳定性,不愿意让步。
换个思路,通过改变座椅骨架的结构来解决问题,让座椅和底盘的频率错开。但这样也有问题,这个方案会减弱座椅骨架的结构强度,牺牲安全性和耐久性。所以最终采取了在座椅骨架上吸振的方式,才解决噪音问题。
为什么大部分车企不重视NVH?如果一台车想要在NVH方面做出点成绩,那最简单的办法就是堆料。堆隔音棉,加厚加大。但即便是这种最简单粗暴的办法,仍然有很多车企不愿意做。
因为要重视NVH,那所考虑的因素则非常多。在汽车的一万多个零部件中,超过30%都和NVH有关,这并不是靠塞吸音棉就能解决的。发现一处,解决一处,还要考虑是否会牵一发而动全身。而且NVH需要研究的场景非常多,包括各种行驶动态、环境、温度、天气等等。
所以说,这也让很多车企在隔音降噪方面充满了妥协。
车里哪些噪音需要化解?理想造车始终围绕“创造移动的家”,随之而来的就是“冰箱、彩电、大沙发”。比普通车型每多增加一项配置,都有可能增加一项噪音来源。
其实车载冰箱这一配置早在上世纪末就已经有车型搭载,并不是很稀奇的功能,只不过原本都是用在奔驰S级这样的行政级车型上。
而在理想 L9 之前,常见的车载冰箱其实是半导体冰箱,成本更低、体积更小、重量更轻,优势明显。但既然是冰箱,就要发挥它的实际作用,制冷效率和控温能力一般,是半导体冰箱的痛点。
家里的冰箱基本都是压缩机冰箱,平常可能感受不到它的声音,一旦夜深人静,就能听到稳定的噪音发出。对于车内这样的小面积场景同样也是。原本大部分冰箱都放置在后排或后备箱内,可以隔绝掉一部分声音。同时行驶中的发动机声音也会盖掉细微的声音。
但理想坚持要将冰箱设置在前舱,这样可以提高利用率,但是就要化解压缩机的噪音。最后还是集合了 NVH 专家、空调压缩机专家、驱动电机专家和内饰专家,最终把压缩机的噪音问题给解决了。而且在冰箱滑轨,内衬中也加入了隔音棉,进一步减少使用中的摩擦声音。
如果你开过十多年前那些大排量的车型,比如普拉多、途乐,还有E底盘时代的宝马车型,你会发现在点火启动时,会有非常大的风扇声,那就是发动机舱内的硅油风扇。甚至还有很多越野老炮儿,把大风扇声看作一台越野车够不够硬的象征。在燃油时代,硅油风扇为了给机舱内降温。
理想MEGA是纯电车型,虽然没有了增程器这个声源,但是MEGA的5C超充,超充功率达到500千瓦以上,在超充的时候,对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高位,把热管理系统做好非常重要。
所以理想MEGA配备了一个功率1100瓦、直径535mm的大风扇。这么大功率的风扇是第一次用在一台家用纯电车型上,之前基本上只有大排量柴油车才会使用。但是,理想从供应商那边拿到成品试装之后发现,高转速下风扇的声音非常明显。
理想NVH团队只能与供应商不断沟通,拿到数模。基于原方案,对叶片数、叶间距、叶片形状,甚至挡风罩的形状,提出新的优化方案,最终确定现在的九片仿生波浪形叶片的方案。风扇的声音也大幅降低,而且现在5C超充的时候,用户坐在车里完全可以用正常音量交流。
从我日常驾车的经验来看,新能源车千篇一律的极简设计,为的就是降低风阻,随之而来风噪也会降低。只要不是跑高速,路噪才是整车行驶中最扰人的,而且每过一条街,每换一条路,都会有不同的路面,不同的粗造程度,反应进车内是非常直接的。
除了目前常见的使用静音轮胎之外,我也认为针对底盘和轮拱内的隔音降噪非常重要。要在这两块区域实现更好的降噪,无非就是增添海绵或者胶垫。结构内有空腔,就增加隔断或者静音棉。从现场的声包拆解中就能看出,底盘和车轮所在的区域,正是隔音材料使用最多的部分。而对于第三排乘客,紧贴后轮的位置,理想MEGA也使用上双层夹胶玻璃。
写在最后:从理想ONE到理想L9,再到现在的理想MEGA。我们看到了一家车企愿意持续向上的决心。能够吸取初代车型的教训,不断打破常规。好的NVH是好产品的一部分,也是研发部门不断成长的一个缩影。勇敢的人,先享受世界,也许正是这些细枝末节的差异,让理想汽车成为了更多用户的选择。