新能源汽车结构特征及NVH _NVH

摘要：汽车的噪声、振动与声振粗糙度（NVH）受到多种因素影响，客观评价NVH指标对于汽车企业十分重要。文章从新能源汽车的结构特征为出发点，分析了混合动力汽车、纯电动汽车以及汽车自身的一些特征，如电控系统、热管理系统等的NVH影响因素及面临的挑战问题等。在客观地分析评价下，对存在的问题提出了合理的改进方法和建议，以利于进一步规划和发展汽车NVH领域，提升国内汽车的驾乘体验。
关键词：新能源汽车；NVH；汽车舒适性
NVH是评价汽车乘坐体验的3个重要指标。改善汽车的振动和噪声情况很有必要，对于汽车的振动和噪声有国家要求的标准，比如GB1495—2002 ，对于不达标准的汽车不能投放到市场。国内汽车企业目前已经充分重视汽车的NVH ，逐年增加投入、招聘一流人才等；政府也把NVH作为自主汽车的一个重要的技术领域，如采取组建企业国家重点实验室等措施[1] ，由此可见， NVH在汽车领域是一项十分重要的分支路线。因此近年来新能源汽车的兴起，尤其是纯电动汽车的普及，电动汽车的NVH性能相对于传动的燃油汽车要更好，驾驶人员以及乘客的体验也在日益提升。然而新能源汽车的NVH存在诸多问题，面临着挑战。
1混合动力车的结构特征及对NVH的挑战
1.1 混合动力车的结构特征
混合动力汽车是从燃油车到新能源车过渡阶段的车型，车内有2种动力组成。续航能力增加的同时，车身自重也随时增加。混合动力车与传统的燃油汽车相比，在发动机、变速箱、电机数量及能量回收系统动力切换系统方面，都有较大的改变。发动机在体积上变化，逐渐小型化，三缸机在混合动力车上也是较为常见的，而且发动机的排量一般在1L以下，这样就会导致缸内的压力增高[2] 。在混合动力车上双离合自动变速器（DCT）的广泛使用，因此变速器的设计也更加复杂，电机数量较多且较为复杂，能量回收系统与能量切换系统也有较大的改变。图1示出混合动力汽车内部所能发生振动的零件组成。

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1.2 混合动力汽车对NVH的挑战及应对措施
首先是发动机面临的NVH挑战，由于存在三缸机，会导致汽车振动激励增加，激励频率会因此降低；缸内压力增加，进而导致燃烧噪声增加。由于双离合自动变速器的广泛使用，空套齿轮数增多，导致敲击控制难，变速箱敲击灵敏度变高；驱动电机的由于数量变多，造成高频成分增加，啸叫难以控制；混合动力汽车在正常路况中除了一些不可避免的振动和噪声以外，在动力切换上也存在一定程度的冲击和噪声。如图2所示，惯性力随着激励频率的改变而发生变化，可通过适当改变激励频率来缓解车身的振动问题，进而可提升汽车得到驾乘体验感。

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在无负载充电时，车内振动水平较好；车辆在怠速工况时，车内振动偏大；随着电量降低，发动机请求扭矩增大，负载增大，车内振动增大，可通过降低扭动波动、降低扭矩等措施解决此问题。混合动力汽车在能量切换时汽车会发生抖动，可同时监测发动机扭矩和转速、电机扭矩和转速、电池电流和电压值，或调节整车控制器（VCU）、电子控制单元（ECU）、电机控制器（MCU）参数来调整发动机扭矩的波动[3] 。
2 电动汽车的结构特征
随着近几年电动汽车的普及，内燃机将逐渐被取代，传动系统也将会发生革命性的变化。如今的电动汽车的噪声已经是和内燃机汽车2个级别，这样的时代对于NVH行业还有更多的挑战和机遇。
2.1 电动汽车的结构特征
电动汽车中的驱动电机取代传统的内燃机，变速器采用了单级减速器；整个车身上也多了1个电动压缩机；电控系统与电池系统的设计相对于其他能源的汽车更加复杂，主要表现在整车的功能（包括汽车的动力系统、照明系统）全都需要电池来供电。纯电动汽车的能量主要是通过柔性的电线而不是通过刚性联轴器和转动轴传递的。因此，纯电动汽车各部件的布置具有很大的灵活性。