整车性能集成开发族-NVH子族-车身NVH开发指南与典型案例分析——第三章三节车门声品质开发

86AUTO TIMENEW ENERGY AUTOMOBILE | 新能源汽车纯电车型整车性能集成探究1　引言随着物质文明进步，消费者对汽车的需求已由最初的运输和代步工具转变成了更高层次的要求。

除空间等基本需求外，消费者关注点逐渐转变到汽车内在性能好坏，如动力性、安全性、可靠性等。

汽车开发方式也顺理成章实现了由结构开发向性能开发为主导的转变。

汽车性能在整车开发过程扮演着越来越重要的角色，整车性能集成也尤为关键，它决定了整车最终呈现的状态。

而现今在越来越多纯电车型的涌现，纯电车型性能技术也应运而生。

因此，在纯电车型开发中，探究整车性能集成技术的应用尤为重要，它与传统燃油车型的要求不同，对纯电车型进行区别探究，可制定出更具适应性的开发方案。

2　整车性能集成技术概述汽车性能是指和整车产品有关的各项性能指标的综合体，是用户感知和判断产品优劣的重要参考，性能来源于用户的使用感受，是用户需求的直接体现。

汽车结构是汽车性能的载体，而汽车性能是汽车结构的表现。

纯电车型汽车性能与传统燃油车型汽车性能相比，有相同的部分，亦有不同的部分，新增性能属性有：充电显示及交互，纯电续航，充/放电性能、电池特性等，传统性能模块主要区别在于动力系统不同，对应的动力系统性能呈现不同，这是最大的区别。

当然，动力系统的不同也会影响到其他性能的设计，比如动力系统相关的冷却性能，采用的冷却设计方案不同，环保性能中排放，因为使用电池电机电控的使用，没有废气排放，故而在纯电项目是不适用，底盘和NVH 性能的呈现也有不同等等，具体下一节中会详述各部分的不同，见图1。

3　纯电车型整车性能集成技术内容纯电车型与传统燃油车型并未完全创新，有相同之处，也有差异化的属性，与传动能源车型有差异化属性包括：动力性能，驾驶性能，传动系统性能，空调，制动，NVH 性能等，新能源车型新增性能属性有：充电显示及交互，纯电续航，充/放电性能、电池特性等。

纯电车型整车性能集成分类如下表1。

关于车身NVH性能设计分析摘要:汽车NVH性能是汽车研发人员重点关注的性能指标。

为此,提出了汽车产品开发过程的车身 NVH 性能设计策略。

通过车身结构设计、阻尼设计、密封设计、阻隔设计、补强设计、吸声设计、隔声设计、低风噪设计方法实现 NVH 性能提升。

关键词车身结构; 噪声; 振动; 开发流程; NVH1 汽车NVH问题来源1.1 动力总成激励动力总成的振动噪声源来自热力过程的周期性和部分受力杆件的往复运动,可分为机械噪声、燃烧噪声、空气动力噪声。

机械噪声发生在运动部件上,在气缸压力和运动部件惯性力的作用下,运动部件产生冲击和振动而引起噪声;燃烧噪声发生在气缸中,燃烧气体产生的压力波冲击气缸壁,使得气缸产生振动辐射出噪声;空气动力噪声是发动机周期性进气和排气引起气体流动而产生的噪声,主要发生在进气口和排气口位置。

动力总成的振动通过发动机悬置、排气系统挂钩、进气系统支架传递到车身,引起车身振动,从而产生车内噪声。

1.2 路面激励汽车在路面上行驶时,轮胎与路面不断地局部挤压和释放,造成垂向激振力;在汽车行驶过程中轮胎与路面在接触面持续地滚挤、释放,造成纵向激振力。

1.3 风激励风噪声按风激励对象和变现形式不同来划分,可划分为风振噪声、脉动噪声、空腔噪声、气吸噪声。

高速气流作用在车身上后产生压力脉动,造成涡流扰动的脉动噪声;汽车行驶时打开天窗或侧窗玻璃时,在窗口位置气流涡流运动频率与车内声腔频率共振产生风振噪声;高速气流进入车身外部件之间的间隙空腔振荡进而产生空腔噪声。

2 汽车NVH开发流程汽车NVH开发流程主要分为:目标设定→目标分解→设计→性能验证→量产。

在目标设定阶段的工作主要是项目团队对目标市场的竞品车型进行 NVH 性能参数测试,制定整车 NVH 性能目标。

在目标分解阶段,项目团队对各个子系统进行目标设定,如对动力、悬架系统设定连接点的位移量,对车身系统设定模态、声灵敏度等。

通过各子系统的性能目标实现达到整车 NVH 性能目标要求。

整车NVH性能分析及优化研究近年来，随着汽车的不断发展与普及，消费者对驾驶舒适性的要求也越来越高。

而整车的NVH （Noise, Vibration, and Harshness）性能是影响驾驶舒适性的重要因素之一。

因此，如何进行整车NVH性能分析及优化研究，成为了当前汽车工业面临的一个重要课题。

整车NVH性能分析的基础是对NVH的三个构成要素进行深入了解。

其中噪音是指声音造成人类耳朵中非常不愉悦的刺激，振动是指物体的周期性或非周期性的运动，包括自由振动和强迫振动，而且通常是场景共振引起的。

调和性(Harshness) 是指任何严厉或刺耳的质感，通常来自电气或机械系统中的高频振动和噪声。

而整车NVH性能则是指汽车在行驶过程中所产生的噪音、振动和严厉感。

为了针对整车NVH性能问题进行分析，必须首先对NVH产生的原理进行深入了解。

从噪声角度而言，汽车噪声的主要来源是发动机和排气系统、轮胎与路面的接触、风阻、发动机舱、空调风扇等各种设备系统，而针对这些噪声的降噪措施通常包括隔音措施、吸声措施和降噪措施等。

从振动角度而言，汽车的主要振动源是发动机、传动系统、底盘和车身等部分，因此对应的降振措施则通常包括强化接头间的减振和隔振装置等。

同时，消除汽车中的严厉感通常则是通过消除有害的噪声和振动源来达到的。

在进行整车NVH性能优化研究时，通常的方法是进行模型预测和试验研究。

模型预测主要通过CAD/CAM软件模拟汽车运行过程中的噪声、振动和严厉感，从而预测整车NVH性能情况。

而试验研究则是通过在实际汽车行驶过程中进行测量和分析，以验证模型预测的准确性，从而得出更加准确的优化结论。

综合以上分析，进行整车NVH性能分析及优化研究的关键在于准确理解NVH的构成要素及其产生的原理。

针对性地进行降噪、降振和消除严厉感的措施，也是关键的优化手段。

通过采用精细的软件预测和实际研究结合的方法，能够实现整车NVH性能的有效优化，有效提高汽车的驾驶舒适性和市场竞争力。

M anage汽车工业研究·季刊2020年第2期汽车性能开发及整车性能集成与管控▶◀……………………………………………………………………………程源引言随着汽车行业的日益发展和汽车技术的日渐提升，广大消费者已经不再满足汽车的功能性需求，汽车的性能也越来越受到消费者的重视。

因此，在汽车开发的过程中，如何开发出能够满足消费者对汽车性能需求的产品，也越来越受到汽车厂家的关注[1][2]。

汽车性能开发作为汽车产品开发过程中的一项重要开发内容，已经日益受到国内外汽车厂家的重视。

汽车性能及性能开发简介1.1汽车性能及性能开发概念在汽车设计开发过程中，不仅要考虑汽车的物理结构设计，而且更要考虑汽车结构所应具有的满足消费者需求的内在特性，这些特性称之为汽车性能。

具体来说，汽车性能是指，汽车能适应各种使用条件、满足消费者使用需求及社会环境需求的能力。

汽车性能开发是指，在汽车产品开发过程中，同时满足消费者对汽车性能需求的开发过程。

1.2汽车性能开发内容按照汽车性能分类，汽车性能开发主要包括以下18个属性的开发：噪声振动性能、行驶舒适性、操纵稳定性、转向性能、制动性能、动力性能、经济性能、驾驶性能、热管理性能、车内环境舒适性能、安全性能、耐久可靠性能、环保性能、信息娱乐性能、人机操作性能、灯光性能、电磁兼容性能、精细化性能。

1.3汽车性能开发过程汽车性能开发主要可分为：性能开发策略制定、性能目标设定和分解、性能虚拟验证及优化、实车性能验证及优化、整车性能最终验收，这五大过程。

并且遵循着：整车到系统到零部件的目标设定和分解，零部件到系统到整车的集成验证和优化的开发思路和过程。

汽车性能开发过程流程图，如图1所示。

整车性能集成和管控简介2.1整车性能集成和管控概念整车性能集成和管控是指，在汽车项目开发过程中，通过性能集成的思路和方法对整车的相关性能进行管控，确保在整个项目开发过程中，整车性能的开发能够得到有效控制。

汽车产品研发过程中整车NVH性能的设计与控制流程_CAE_产品创新数字化(PLM)1、引言在汽车产品研发过程中,通常将汽车的性能分解为许多功能。

如果这些功能达到了设计要求，整车的性能就能达到所期望的目标。

汽车的NVH性能是汽车产品各主要性能中重要的性能指标之一。

世界各大跨国汽车公司均在汽车研发流程的各个阶段，将汽车的NVH性能等同于安全性、燃油经济性和排放等性能，进行设计和控制。

在世界著名的汽车质量评估机构J. D. Power 评估汽车质量性能指标中有近三分之一的质量指标与汽车的NVH直接相关。

随着我国汽车产业的跨越式发展，汽车的大众化和普及，中国汽车顾客群的成熟，人们对作为顾客可直接感受的汽车的NVH性能的要求将越来越高。

由于汽车技术的不断进步，各级供应商与整车厂的日益紧密合作，不同品牌汽车的使用性能和安全性之间的差别日趋缩小。

而汽车的NVH性能常常成为区分汽车品牌好坏的重要指标之一。

国内有一些新研发的汽车，由于汽车NVH性能达不到顾客的满意度而停产和延迟上市的事情经常发生。

因此，国内各汽车厂商开始重视提高NVH性能，并用它来展现汽车品牌的特点；同时，作为汽车品牌子的卖点之一。

在国内，近几年，各大汽车公司投入了大量资金和人员从事汽车NVH的研究，以解决目前上市汽车的NVH问题。

但是，由于在汽车产品研发过程中对NVH性能的关注不够，也可以说，在汽车产品开发过程中没有将NVH性能作为一个性能指标（等同于汽车排放和汽车安全基本性能）来设计开发，使得汽车上市后，汽车NVH性能出现许多问题。

整车厂的NVH试验与开发部门主要精力在于应急处理现生产产品中NVH问题的解决。

如何从根本上解决汽车NVH问题，必需从汽车产品规划、产品设计、试制和批量生产各阶段将汽车NVH性能作为等同于排放与安全指标来考虑，将汽车NVH设计纳入汽车产品设计的流程。

2、汽车NVH研发流程汽车的研发过程大致可分为规划（前期）阶段、设计阶段、试制开发阶段、试生产阶段和批量生产阶段。

乘用车NVH 介绍♦1.概述目的：熟悉、理解NVH所要求的关键概念主观感觉：最重要的是顾客感觉*用工程术语表示顾客反映的参数是困难的*与主观反映和设计参数两者相关的客观测量客观测量：已开发出各种客观测量并且要求越来越多客观测量的重要特征常用于频域NVH和频域：大多数情况下，NVH问题由噪声和振动组成*按照它的频率和重复率理解成等价的平稳正弦分量*基于这种技术的方法叫频域方法主观的NVH问题：NVH设计目标主要是避免在汽车设计中频繁重复的问题。

♦NVH 问题分类：*运行状态（急速、急加速、匀速…….）*主观感觉（轰鸣声、抖动……..）*客观测量（声压、粒子速度、加速度…….）*频率范围*源（动力传动系、路面、风…….）♦结构振动和噪声：结构噪声是由机械传递的力引起的，如发动机悬置♦空气噪声和隔声：作用在车身外部的空气压力的扰动产生的噪声；空气噪声主要用隔声和密封来控制。

♦声质量和NVH：声质量由平衡自然出现的各种形式噪声来实现♦车身振动模态：车身的NVH 主要关心结构共振模态；*共振模态储存并放大输入力♦力和模态频率排列：要点是传到车身的输入力和输入力频谱的峰值不要对准重要的车身模态♦车身结构和NVH：从结构观点看，关键是如何设计具有最好共振参数的车身♦2.NVH 和频率♦频域：任何运动都可用正弦运动的和来表示;♦正弦波可用振幅和频率描述：*基频—音调*谐波*时域和频域的表示∑∞ΩΩ=1n t)bnsinn t Cosn a )(＝＋（。

＋an t f♦为什麽用频域：*最常见的NVH问题出现在特殊频率范围内；*传到车身的NVH输入力最容易在频域分类或诊断*车身的共振最容易用频响函数说明，且共振出现在特殊频率上；*噪声和振动的谐波响应用频率术语最容易理解和分析♦常见的NVH问题的频谱：NVH问题的分类：*结构声与空气声*频率范围*源（动力传动系、路面、风……）结构声NVH——通过悬置等的机械传递颤抖10几Hz——25Hz轰鸣声25Hz——350Hz路面噪声100Hz——400Hz齿轮的呜呜声和咔嗒声300Hz——640Hz……………………………………………空气声——作用在车身上空气压力扰动的噪声进气噪声80Hz——320Hz排气噪声80Hz——1280Hz前端附件噪声320Hz——2000Hz发动机辐射噪声320Hz——2000Hz齿轮鸣声160Hz——350Hz风噪声640Hz——2000Hz♦3.人体对振动和噪声的响应♦概述一般测量和主观打分的关系：*任何NVH的客观测量要与感觉相对应。