内有玄机 聊比亚迪宋Pro的NVH工程奥秘

　　    此前，有技术频道对整车nvh工程进行过很多介绍，但大部分都是针对单一动力车型展开讲解的。不知道大家有没有这样的疑问？究竟燃油车、混合动力车和纯电动车，在nvh工程上会有怎样的差异呢？带着这个问题，我来到了比亚迪深圳总部，这里的nvh专家张强博士将以比亚迪新近推出的宋pro车型为例，揭示搭载不同动力系统的车型在nvh工程上的差异。

　　    张强博士来头不小，曾执掌雷诺nvh开发部门

　　    和此前很多次来比亚迪进行技术类选题采访一样，我与张强博士的首次见面也是在比亚迪六角大楼一层的会议室里。张强博士（dr.charles zhang）在法国担任了很多学会的会长或成员，所以他在法国汽车界的知名度很高，尤其是在nvh领域。近几年，在国内的一些nvh技术研讨会上我们也时常能看到张强博士的身影。

　　    初次见面，张强博士给人的感觉有点像是大学的教授。实际上，张强博士在取得法国贝桑松大学的科学物理博士学位后，曾在美国辛辛那提大学当过两年（1987-1989）的客座教授，研究的方向是空间结构振动的主动控制、 结构振动、 模态识别、数字模拟及优化方法。现在，这些技术在车辆工程领域被广泛应用，它们也是张强博士进入汽车研发领域大展拳脚的知识储备。

　　    1994年开始，张强博士同时担任雷诺汽车中-低频噪音及振动组主管和高频噪音及声学包组主管。在此期间他专注于项目工作目标的设定及分解，并积极与零部件供应商合作共同研发创新技术。

　　    2005年，张强博士成为雷诺nvh实验室的主任，除了负责实验室的日常管理，还负责新车型项目开发阶段审查、技术决策以及方案确定。张强博士在此期间积累的经验赋予了它敏锐的技术触觉和快速解决问题的能力。

　　    2010年，张强博士成为了雷诺的nvh首席专家。他是2010年雷诺重整专家体制后第一批任命的12位首席专家之一，他的行政级别达到了集团副总级别，所以需要负责技术发展和市场变化的追踪和展望、公司发展决策和中长期研发计划的制定、确保新车型开发质量和效益。

　　    2018年，张强博士正式加盟比亚迪。这大大增强了比亚迪在整车nvh领域的研发能力，进一步提升了新车型的nvh性能。张强博士在宋pro车型研发中期介入到该车型的nvh工程中，通过优化开发流程、促进多部门合作、进行技术难点攻关和优化，使得最终宋pro车型的nvh水平相比之前的宋有了明显的进步。

　　    宋pro的nvh工程以燃油版车型为基础

　　    宋pro目前有燃油版、混动版和纯电版三种动力系统供用户选择。其中混动版又分为双擎四驱和三擎四驱两个版本，双擎四驱采用前发动机 后电机的动力系统布局，三擎四驱采用前发动机 前电机 后电机的动力系统布局。不同动力系统的一些特点可参看下表。

　　    nvh工程与底盘调校、动力系统调校一样，是以产品目标制定而正式展开的。这个产品目标来源于顾客预期以及品牌定位。比亚迪对客户调研的数据指出，客户最关心比亚迪新车的隔音、造型和底盘操控性能，所以产品经理在对宋pro车型进行产品目标输入时，特别提高了对该车型的nvh性能要求。

　　    当然，有接近30年汽车nvh开发经验的张强博士的思路还是很清晰的——宋pro的nvh水平要比同价位竞品好；和nvh性能相仿的竞品相比，宋pro的价格要更低。只有这样，宋pro在nvh性能上的性价比才能凸显出来。

　　    燃油版宋pro的发动机噪音抑制

　　    有了解过整车nvh工程的朋友应该会知道，nvh工程主要是通过声振源控制、噪音传递路径优化来实现整车nvh性能提升的。下面我们先来看看作为基础的宋pro燃油版车型在噪音源优化方面做了哪些主要工作。

　　    上面提到的“3db(a)”表示的是优化后的发动机噪音功率约为优化前的发动机噪音功率的1/2（采用相同的测量点，测量数据根据人耳对不同频率声音敏感度不同进行了a率加权）。一般来说，对于3db(a)的噪音降低，人耳是能够比较轻松地感觉到差别的。

　　    燃油版宋pro的进气噪音消减

　　    hiss噪音是一种非常常见的涡轮增压发动机进气噪音，主要出现在发动机油门瞬时加速，增压器转速在较短时间内快速提升的情况下。产生这种噪声的原因是压气机转速快速提升，导致气体剥离叶轮而产生噪音。消除hiss噪音的方法有几种，包括优化发动机标定，让发动机耗气线远离涡轮增压器喘振线；在增压器压气机入口设计降噪环槽；在进气管路中增加谐振腔或消音器；增加压气机前进气管路的壁厚或者对其进行声学包裹。

　　    燃油版宋pro的排气噪音优化

　　    通过设计阶段的计算机仿真和3轮调音测试，相比改进前的排气系统设计，宋pro的排气系统在大部分车速段实现了5db(a)噪音降低，而且没有出现排气轰鸣的问题。

　　    燃油版宋pro的声学包优化

　　    声学包优化通俗一点来说就是给车装吸隔音棉，很多车主也喜欢为车辆后装隔音材料来提升车厢静谧性。对于厂家来说，吸隔音材料这个东西不是装得越多越好的，一方面要考虑制造成本，另一方是考虑到整车的轻量化。用最少的吸隔音材料达成nvh性能指标才是nvh工程的意义所在。

　　    通过一系列设计优化，宋pro燃油版车型的乘员舱整体隔声性能提升了2db(a)，车内的风噪声以及后排轮胎噪音水平相比优化前的设计有了明显提升。要实现优化除了需要工程师的智慧外，还需要nvh实验室的硬件设施足够完善才行，否则nvh的细节优化无从谈起。

　　    放音室的播放的声音会穿过吸隔音材料和车身零部件传递至全消音室，位于全消音室内的工程师会拿着收音麦克风记录传递过来的声音信号，从而分析吸隔音材料的性能。

　　    上面提到的内容只是宋pro燃油版车型nvh工程中的几个重要性能优化例子，这些例子只是该版本车型nvh工程的冰山一角。但通过这些例子，我们可以了解到比亚迪目前在整车nvh工程方面的技术实力。这里提到的技术实力包括硬件实力和软件实力，硬件实力自然是指设备完善的nvh实验室了，而软件实力则包括完善的开发流程以及经验丰富的研发人员。

　　    电机助力混动版宋pro的nvh优化

　　    前文也提到了混动版宋pro是在燃油版车型的基础上进行nvh优化的，下面我们就来聊聊它的特点。

　　    混动版宋pro隔音滤振优化措施

　　    从售价上我们就能够看出，混动版宋pro的定位是高于燃油版车型的，所以在底盘滤振方面也需要有更好的性能来支撑其产品力。燃油版宋pro的前副车架是刚性连接到车身之上的，而混动版宋pro则在前副车架和车身之间增加了橡胶衬套作为隔振措施，让车身端振动相比悬架端振动减弱10-15db，进一步增强底盘行驶质感。（后面介绍的纯电版宋pro的前副车架和车身之间同样采用橡胶衬套作为隔振措施）

　　    相比燃油版，混动版宋pro在前桥和后桥位置增加了驱动电机。为更好隔绝电机工作时的啸叫声，宋pro混动版加厚了前围板的吸隔音棉并在后备厢备胎槽位置增加了吸隔音垫。（虽然宋pro双擎四驱版车型前桥没有搭载驱动电机，但其车身前围板声学包是与三擎四驱版车型一样的）

　　    纯电动版宋pro的nvh工程有玄机

　　    很多人觉得，纯电动车抛弃了发动机这个部件，nvh工程就可以简化了，事实上并非如此。对于电动车，当发动机噪音从车上消失后，原本被发动机噪音掩盖的路噪、风噪、空调系统通风噪音、空调压缩机噪音、电动机啸叫声等噪音便会成为主角。

　　    其他部件的噪声则需要根据nvh实验测量结果进行针对性优化，如果是采用零部件供应商的部件，则需要与零部件供应商合作在源头设计上来优化部件的噪音特性。实在没有办法从源头上优化的话，就需要通过声学包优化或传递路径优化等方法实现降噪的目的。

　　    张强博士为比亚迪带来了什么？

　　    在开发新车过程中，张强博士提倡“一个明确”和“两个合作”。一个明确指的是——要明确各部门的目标，避免不同的部门对同一个问题相互“踢皮球”，或在新车型开发进度末期才发现问题而需要付出巨大的时间或研发费用代价来修正。

　　    例如：产品规划部门对新车转向手感的需求要分解成车身、底盘、内饰、nvh等相关部门的具体技术参数或零部件性能目标。通过审核最初为各部门定下的目标，便能清晰地知道新车的问题究竟是出在什么地方，以便有针对性地解决问题。

　　    整车产品目标除了要与客户预期相契合外，也要与品牌形象进行匹配。这可能也是为什么德国车在中国卖得好，而法国车在中国卖得不咋样的原因之一。因为德国车一直以来始终在打造一种结实耐用高品质的品牌形象，与中国消费者的消费诉求正好契合；而法国车则没有给消费者传递一种较强的品牌形象或品牌价值，难以在消费群体中形成深刻的印象，自然而然消费者在选车买车时就不会把法国品牌车型作为首选。
　　

　　    两个合作是指比亚迪内部各部门的合作和与外部零部件供应商的合作。还是以上面转向手感为例，各个部门都达成了原定的设计目标，但是新车的转向手感还是没达到要求，那就需要通过两个合作来分析问题、找到问题根源、研究解决方案、达成原定的产品目标。

　　    这里举一个宋pro车型的例子，该车型在开发过程中，遇到了方向盘振动过大的问题。为了解决这个问题，张强博士召集了相关部门进行跨部门合作，最终找到了问题根源不在与方向盘紧密相连的转向管柱上，而是在中控台内部金属支架设计上。针对问题所在，相关部门对中控台支架进行了重新设计，最终解决了方向盘振动过大的问题。关于宋pro的方向盘手感，在下文体验部分我还会展开来讲，请大家接着往下看。

　　    宋pro燃油版车型和混动版车型的nvh性能差异大吗？

　　    此前我测试过宋prodm四驱性能版（双擎四驱）车型，其底盘能够较好地过滤来自路面的细碎振动，经过较大的路面起伏时，减振器能够有效地吸收振动能量，避免余振传递到车身之上，有着不错的乘坐舒适性。（点击查看宋prodm四驱性能版测试文章）

　　    首先，让我感到惊喜的是方向盘的滤振水平。前面提到的那个全新设计的中控台支架在改善方向盘滤振性能方面效果显著，无论是怠速还是正常在测试场铺装路面上行驶时，传递至方向盘上的振动都是非常小的，有不错的高级感，与宋pro混动车型给人的感觉非常相似。

　　    以上是我对宋pro燃油版底盘nvh特性的主观感受，下面我们通过仪器的测试数据来看看在车厢静谧性方面，燃油版车型和混动版车型（双擎四驱）有什么差异（注：宋pro混动版车型的怠速噪音是在车辆静止、驱动模式为hev模式、变速箱挡位为n挡、发动机运转的情况下测得的）。

　　    比亚迪在采访当天只安排了燃油版和混动版（双擎四驱）两台车进行测试，我们测试了车辆怠速、60km/h、80km/h、120km/h四种工况下的车厢噪音值，详细测试数据可以参看下面的表格。

　　    从数据上可以看到，宋pro混动版在静止怠速、60km/h、80km/h的车厢噪音值均稍低于燃油版车型，120km/h的车厢噪音值则稍高于燃油版车型。考虑到行驶路段不同以及测量误差，我们可以认为两款车型的nvh水平是较为相近的。燃油版车型并没有因为制造成本的限制而在车厢隔音方面有所妥协。两款车的车厢噪音值明显低于汽车之家紧凑型suv的推荐值，车厢隔音水平相比同级同价位车型有一定的竞争力。

　　    全文总结

　　    宋pro的nvh工程是以燃油版车型为基础的，混动版和纯电版车型均是针对不同车型的定位和动力系统特点进行相应的优化设计，达成产品设计目标。从实际试驾感受和车厢噪音测试数据我们可以了解到，虽然宋pro燃油版车型和混动版车型价格有着一定的差距，nvh优化措施也有明显不同，但其nvh性能表现是较为相似的。宋pro燃油版车型并没有因为售价低就在nvh性能上有所妥协，购买宋pro燃油版的用户同样能够享受到与混动版或纯电版车型相仿的底盘行驶质感和车厢静谧性。

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