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智能声振,创见NVH未来~

 新用户36625prl 2024-09-07 发布于江苏
本周参加了一场行业盛会,期间不仅相聚了一些老朋友,也结识了一些新同行,更重要的是,通过两天的报告,对行业的进展情况有了进一步的认识,本文重点分享一下我的感受,可能会有片面和纰漏,但希望对你有启发。
本次会议是由“中汽中心”主办的,会议名称是“2024年第二十届汽车NVH控制技术研讨会“,主题是”智能声振,创见NVH未来“,这个题目很贴切,因为在这次会议中,的确有不少是智能化和声学结合,在NVH领域的应用和展望,其中典型的代表就是主动降噪技术的突破和进展,而除了主动的方式,也有不少被动的NVH控制报告,也有很有启发。

所以,在我看来,这次会议更是一种主被动相结合,不断提高汽车NVH性能,从而为用户创造更好声学体验的盛会。
结合会议的内容和我的理解,分享如下 :
1  NVH 开发层级
在传统的NVH开发中,大家一直有个共识,就是NVH的开发分为三个层级:降噪、声品质和声音DNA。简单来说,降噪就是把车变得更安静,或者说提高静谧性;声品质,就是对于一些无法消除或固有的声音,通过对它们的设计,提高用户对产品品质的感受,比如你熟知的关门声品质,按键操作声品质等;声音DNA,就是通过声音能识别特定的车,比如对于一些豪车或跑车,人们通过加速声浪能识别出具体的品牌。
后来庞剑博士又在这三个层次上面,结合现在智能化技术的发展,提出了”智能声”的概念,形成了关于汽车NVH相关的声音的四个层级。

当然,这个智能声涵盖的内容比较广,甚至包含了声场、音效等方面,如果从狭义的NVH来看,我认为主要是前三个层级。

在这次论坛中,比亚迪的NVH首席专家Charles Zhang以仰望车型为例,系统地阐述了如何从这三个层面,如何将国产豪华车的NVH做到极致。

比如,通过前期电机的架构形式的选择,从T型变为U型,提升整体刚度,大幅降低电机啸叫;通过RNC技术,有效控制路噪;在通过对34操作声音品质进行严格管控,最终做到主观评价超越迈巴赫和库里南的水平;最后,结合仰望的品牌定义,结合中国传统乐器,为仰望创造了专属的品牌音效,打造了极致的声音体验。
而且,结合后续几个嘉宾的分享,比如中汽中心的邓江华的报告,关于NVH的开发层级,业内基本形成了共识,简单讲,就是在静谧性的基础上,提升声音品质、打造个性化的声音,为用户创造良好的汽车声音体验。至于是用主动的方式,还是被动的方式不重要,而且现在已经显现出主被动结合的优势。

在这个过程中,比较典型,也是现在行业比较热的就是主动降噪,特别是路噪的主动降噪。
2  RNC 2.0 
在本次论坛中,路噪主动降噪无疑是一个亮点,无论是歌尔的孔祥杰、 智己的何融还是朗德的虞安波,以及前面比亚迪的Charles Zhang都给我们带来新的视角和观点。
其中印象最深的是歌尔的孔祥杰博士,他展示了他们在RNC 2.0上突破性的进展,无论是降噪效果还是降噪的频段范围。特别给他提出的技术路线,或者是对RNC的期待,我相信大部分从业者也会认同,那就是:
高可靠、不出事儿和强感知是基础,推进“低成本”和“高性能”的路线。

RNC其实已经提出了很长时间,为什么迟迟没能量产,一方面是因为成本;还有一个重要的方面就是稳定性和效果。
我此前体验过某国际著名品牌电动车的RNC,坦诚讲,打开和关闭的时候,专业人士在特定的路面上才能听到,而普通用户几乎是感知不到的,而它唯一的价值可能是发布会宣传时。
即使有感知效果也只是小小的一步,因为如果做不好导致在特殊工况下发散了,反而会带来负面影响,所以RNC的稳定性也是开发中需要重点考虑的。因此,很多开发者都会强调在开发中考虑了多种路面和异常的工况,比如比亚迪通过90多种极限工况来检验其鲁棒性。

而推动RNC在车上落地的,除了效果,就是代价,我在2019汽车噪声优化国际会议:主动声管理真的只是鸡肋?文中曾经提到了这一点。而这次会议上,让我再次感受到,RNC的落地,不仅取决于它自身价格的降低(如传感器、算力等),还取决于它的一个间接效果,就是主被动结合带来的整体性价比。
路噪控制是电动车NVH的一个难点,也是用户容易抱怨的一个点,所以庞剑博士专门写了一本书《汽车路噪控制-理论与应用》来推动行业技术进步。

而在路噪控制中,又属结构路噪最难,一方面它涉及的系统众多且复杂;另一方面,它常常和其它性能有冲突,最典型的就是操稳和重量。
和操稳的冲突主要在于衬套刚度选择上,通常NVH希望软一点,而操稳需要硬一点。同时,为了提高效率,轻量化一直是个趋势,但很多结构路噪的问题需要通过结构修改来解决,这常常意味着重量的增加,特别是后期的时候。
此外,为了降低200Hz附近的空腔声,业界很早就提出了通过增加海绵或谐振腔的方式来解决,效果也很好,但是成本常常是几百块,这对于一些中低端车型是个不小的成本。
而RNC的出现,为这些问题的解决或平衡提供了一个新思路,就是在被动方式代价很高的时候,特别是低频段,可以用主动的方式来解决,从而降低总成本,而这个降本减重的功劳可以记在RNC的头上,这就进一步提升了其性价比。

在这次论坛上,智己的何融很好地呈现了这一点,他甚至计算出单车收益在700~1200元,这是一个很可观的收益。

3  数字化和智能化助力NVH开发
RNC的发展其实得益于IT行业的发展,而IT行业对NVH的影响不止于此,它甚至开始帮助优化NVH的开发。从这次年会中,我体会到的主要是2方面:开发体系和工具链。
首先是开发体系,我印象最深的是吉利汽车周昌水的介绍,他分享了吉利如何通过数字化和智能化提升研发效率。他首先介绍了吉利汽车在体系数字化上的全景图 ,然后从四个方面介绍了数字化的应用:用户数据应用、研发数据应用、CAE+AI、前沿技术。

除此之外,主办方当然不会放过这么好的宣传机会。在这次论坛上,中汽中心有多个分享,其中有两个都是关于智能声开发工具链的,介绍人分别是史晨路和张喆。在他们的介绍中,我了解到一个大背景,就是“央企数字化系统平台”大背景下,中汽中心在今年5月份成了汽车研发工具软件工作委员会,其中下设了智能声开发工具工作组。

在这个工作组中,对智能声的定义包括了:智能降噪、智能声场、智能交互和智能音效的四个部分。而且目前中汽中心已经针对主动降噪和声场重现开发了一系列的工具,并提供工程服务。

除了中汽中心外,朗德也开发了一系列系统和平台,并提出插件式XNC的概念。

最后,在数字化和智能化的背景下,老牌的声振专家级品牌Head  Acoustic也提出了“数字孪生”的开发方法。其中我印象深刻的是不同车型的快速切换和评价,另外就是结合BTPA对关键路径进行单独回放,进而识别问题路径,以及对CAE仿真数据进行的可听化处理。

4  传统NVH问题系统化解决
讲了这么多主动控制以及数字化、智能化的情况,不能忘记传统的NVH控制方法是基石。在这次大会中,也有很多关乎风噪、路噪、电机噪声的传统控制案例。我印象深刻的有三个:鼓噪声控制、减震器低频异响控制策略、整车振动舒适性控制。
鼓噪是电动车路噪控制中一个典型的问题,很多车企都碰到过,大家的解决方式也比较类似,在RNC成熟前,大家都是通过改变结构、改变约束边界或加质量/吸振器的方式解决。但在这次汇报中,北汽的王志亮博士系统地介绍了故障的控制略。

在减震器低频异响上(俗称”咕噜声“)方面,谢银锋从现象表现、机理和控制策略上系统阐述了这类异响的控制策略。

最后是整车振动舒适性方面,东风汽车的王永亮和达安黎术分别从乘用车和商用车角度,展示了振动舒适性的评估标准和控制指标等。

5 未来潜在方向
除了已有的热点和传统的NVH部分,这次还看到了一下未来潜在的发展方向,虽然现在看起来有点不成熟。我印象最深的就是念及科技的王毅军和中汽中心的苏丽俐博士的分享。
他们有个共同点,都是开始尝试从神经科学以及人因生理特征上,分析人体对外界刺激的反应,从而更好地进行设计开发。比如王毅军研究的是晕车问题,而苏博士研究的则是人机交互中情感识别及其在座舱声学中的应用。

总结

随着新能源汽车的快速发展,以及数字化、人工智能技术的突飞猛进,NVH领域也呈现了新的生机,特别是在主动降噪和主动声方面。通过主被动结合,我们有可能通过更高的性价比,从静谧性、声品质和个性化上给用户提供更好的汽车声学体验,并塑造品牌价值。

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