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摘要：攻克行業(yè)難題，帶來(lái)靜謐舒適的全新體驗(yàn)！

10月23日，中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)和中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)正式公布2024年度機(jī)械工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)項(xiàng)目，廣汽集團(tuán)“混合動(dòng)力汽車高聲振品質(zhì)NVH關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”項(xiàng)目榮獲科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

傳祺新能源E9搭載廣汽2.0TM GMC 2.0混動(dòng)系統(tǒng)

在“雙碳”目標(biāo)驅(qū)動(dòng)下，混動(dòng)汽車作為新能源汽車的重要一員，逐漸成為市場(chǎng)主力軍。隨著混動(dòng)汽車的持續(xù)熱銷，混動(dòng)汽車的NVH問(wèn)題也逐漸被放大?，F(xiàn)階段混動(dòng)汽車NVH開發(fā)存在諸多難題，如何攻克這些難題也成為汽車行業(yè)急需解決的問(wèn)題。

為此，本項(xiàng)目提出了混動(dòng)汽車NVH三大技術(shù)開發(fā)方向，一是針對(duì)混合動(dòng)力總成結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工作模式多且切換頻繁、NVH開發(fā)難度高的問(wèn)題，提出了低噪聲的混合動(dòng)力總成NVH控制技術(shù)；二是針對(duì)混動(dòng)汽車輕量化車身結(jié)構(gòu)的低振噪傳遞開發(fā)技術(shù)難點(diǎn)，提出了混動(dòng)汽車輕量化車身結(jié)構(gòu)低振噪NVH調(diào)控方法；三是針對(duì)消費(fèi)者多元化需求實(shí)現(xiàn)的技術(shù)難題，提出了混動(dòng)汽車車內(nèi)聲振高品質(zhì)NVH管控技術(shù)。

項(xiàng)目通過(guò)混動(dòng)汽車NVH的技術(shù)研發(fā)，顯著提升了混合動(dòng)力總成噪聲品質(zhì)及輕量化車身下的高聲振品質(zhì)，極大提升了整車行駛的品質(zhì)感，為消費(fèi)者帶來(lái)了低振動(dòng)噪聲、全工況下無(wú)異響、高聲振品質(zhì)的混動(dòng)汽車。

一、正向虛擬設(shè)計(jì) 電機(jī)主動(dòng)控制技術(shù)，打造極致靜謐混合動(dòng)力總成

相比單一能源車型，混動(dòng)汽車動(dòng)力總成結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，工作模式多且切換頻繁。特別是在低速低負(fù)荷的純電工況下，車內(nèi)比較安靜，發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲及電機(jī)/齒輪的嘯叫音更容易被消費(fèi)者感知到。針對(duì)這些問(wèn)題，廣汽研發(fā)團(tuán)隊(duì)提出了低噪聲的混合動(dòng)力總成NVH控制技術(shù)。

項(xiàng)目突破性地開發(fā)了混合動(dòng)力總成多激勵(lì)耦合NVH正向虛擬開發(fā)平臺(tái)，解決了汽車行業(yè)缺乏混合動(dòng)力總成NVH正向開發(fā)完整專用虛擬平臺(tái)的問(wèn)題。通過(guò)建立多物理場(chǎng)耦合的仿真模型，可以模擬動(dòng)力系統(tǒng)在各種工況下的工作情況，進(jìn)行仿真計(jì)算，預(yù)測(cè)電磁的NVH效應(yīng)、動(dòng)總系統(tǒng)的敲齒和嘯叫性能、發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)振動(dòng)和輻射噪聲等。仿真模型的準(zhǔn)確度高達(dá)91%，智能優(yōu)化算法提升仿真效率37.5%，幫助廣汽工程師在研發(fā)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)并解決可能存在的動(dòng)力總成噪聲問(wèn)題。

項(xiàng)目還提出了混合動(dòng)力專用變速器（DHT）怠速發(fā)電主動(dòng)減振控制技術(shù)，通過(guò)電機(jī)的主動(dòng)扭矩反向控制，減少發(fā)動(dòng)機(jī)扭振所導(dǎo)致的齒輪振動(dòng)敲擊，有效減少了車輛怠速發(fā)電時(shí)的振動(dòng)和噪聲。

電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩波動(dòng)在線電流諧波抑制技術(shù)是項(xiàng)目的另一項(xiàng)創(chuàng)新。這項(xiàng)技術(shù)可以預(yù)先檢測(cè)電機(jī)加速過(guò)程中的電流諧波成分，再根據(jù)檢測(cè)結(jié)果注入對(duì)應(yīng)幅值和相位的抑制電流諧波，從而減少電機(jī)的電磁噪聲。電機(jī)主要階次24、48階的噪聲降低了10dB以上，有效消除電機(jī)噪聲對(duì)車內(nèi)乘員的影響。

有了低噪聲的混合動(dòng)力總成NVH控制技術(shù)加持，廣汽傳祺混動(dòng)汽車的動(dòng)力總成NVH水平相對(duì)于競(jìng)品降低了2~5dB，顯著提升了混合動(dòng)力總成噪聲品質(zhì)。該項(xiàng)技術(shù)整體達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

廣汽2.0TM GMC 2.0混動(dòng)系統(tǒng)

二、破解車身輕量化與低振噪矛盾難題，魚與熊掌可兼得

輕量化是汽車的發(fā)展趨勢(shì)，但輕量化的車身結(jié)構(gòu)往往更容易傳遞振動(dòng)和噪聲。針對(duì)這一矛盾，項(xiàng)目創(chuàng)新性地提出了混動(dòng)汽車輕量化車身結(jié)構(gòu)低振噪NVH調(diào)控方法。

項(xiàng)目首次開發(fā)壓電聲子晶體用于車身結(jié)構(gòu)減振的調(diào)控設(shè)計(jì)技術(shù)，系統(tǒng)分析了電驅(qū)動(dòng)總成振動(dòng)能量在車身結(jié)構(gòu)中的傳遞路徑，建立了一維懸臂梁聲子晶體及一維壓電懸臂梁聲子晶體實(shí)體模型，提出了一種基于一維壓電聲子晶體帶隙調(diào)控的減振結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，有效解決了混動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)在加速過(guò)程中的徑向電磁力引起的車身結(jié)構(gòu)中低頻寬頻帶共振的問(wèn)題。

車輛在行駛過(guò)程中，車門、車窗、車頂?shù)榷嗵幟姘鍟?huì)一同振動(dòng)，導(dǎo)致車內(nèi)噪聲增大。針對(duì)這一問(wèn)題，項(xiàng)目引領(lǐng)性地開發(fā)了輕量化車身的相位噪聲傳遞函數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)解決了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中只關(guān)注振幅而忽視相位的問(wèn)題。通過(guò)精確控制車身各面板之間的振動(dòng)相位，項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了對(duì)噪聲傳遞函數(shù)的優(yōu)化，車內(nèi)噪聲傳遞函數(shù)峰值頻率段最大可降低約8dB。這意味著，即使車身多個(gè)面板同時(shí)振動(dòng)，也能通過(guò)巧妙的相位調(diào)控，大幅降低噪聲傳遞，讓車內(nèi)變得更加安靜。

項(xiàng)目在行業(yè)內(nèi)率先開發(fā)了基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的聲學(xué)包設(shè)計(jì)技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)能夠準(zhǔn)確評(píng)估車內(nèi)外各個(gè)噪聲源的貢獻(xiàn)，并在輕量化、成本和性能之間找到最佳平衡點(diǎn)。項(xiàng)目建立了完備的聲學(xué)包“整車-系統(tǒng)-部件-平板”全量數(shù)據(jù)多層級(jí)性能分解架構(gòu)，研發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的聲學(xué)包智能設(shè)計(jì)與開發(fā)系統(tǒng)，能夠自動(dòng)設(shè)定和分解聲學(xué)包目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)多層級(jí)貢獻(xiàn)度可視化，以及性能、重量、成本的高效預(yù)測(cè)與優(yōu)化。在實(shí)現(xiàn)輕量化車身的同時(shí)，也能擁有出色的高聲振品質(zhì)性能。

第二代傳祺GS8車身結(jié)構(gòu)

三、車內(nèi)聲振高品質(zhì)NVH管控技術(shù)，讓加速更“聲”動(dòng)

每個(gè)人的駕駛習(xí)慣不一樣，有的人追求安靜舒適，有的人則追求速度與激情。為了滿足消費(fèi)者多元化需求，項(xiàng)目創(chuàng)造性地提出了一種用于混動(dòng)汽車車內(nèi)聲振高品質(zhì)NVH的管控技術(shù)。

項(xiàng)目開發(fā)了一套混動(dòng)汽車整車NVH虛擬集成與控制技術(shù)，分為行駛工況發(fā)動(dòng)機(jī)起停抖動(dòng)虛擬分析技術(shù)及車內(nèi)嘯叫虛擬集成控制技術(shù)，解決了混動(dòng)汽車行駛過(guò)程中點(diǎn)火熄火聲振感知頻繁、車內(nèi)嘯叫差等NVH虛擬技術(shù)開發(fā)問(wèn)題。這項(xiàng)技術(shù)能夠在計(jì)算機(jī)上精確模擬和分析汽車在各種行駛工況下的發(fā)動(dòng)機(jī)起停抖動(dòng)和車內(nèi)嘯叫，精度高達(dá)85%。通過(guò)高精度的虛擬分析模型，廣汽工程師能夠提前發(fā)現(xiàn)并解決潛在問(wèn)題，從而大幅減少后期的調(diào)校試驗(yàn)和樣件制作成本。

廣汽研究院整車轉(zhuǎn)轂消聲室

不僅如此，項(xiàng)目還創(chuàng)新性地開發(fā)了基于實(shí)車工況的主動(dòng)懸置及車內(nèi)主動(dòng)降噪技術(shù)。通過(guò)主動(dòng)懸置設(shè)計(jì)控制算法，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)并調(diào)整車內(nèi)座椅、方向盤等位置的振動(dòng)，減振量達(dá)10dB以上，最高可達(dá)22dB，有效解決了混動(dòng)汽車高聲振品質(zhì)無(wú)法通過(guò)NVH正向設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)行駛?cè)r及全驅(qū)動(dòng)模式下實(shí)時(shí)控制問(wèn)題。

同時(shí)，為了在急加速時(shí)實(shí)現(xiàn)更好的降噪效果，項(xiàng)目通過(guò)短延時(shí)高魯棒性的車內(nèi)主動(dòng)降噪技術(shù)，首次提出從EMS端硬線連接到控制器，以最快的方式獲取發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，解決了網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)存在延時(shí)的問(wèn)題。怠速工況及加速工況下，主動(dòng)降噪功能都能進(jìn)一步降低噪聲分貝值，讓車內(nèi)更加安靜。

項(xiàng)目還開發(fā)了混動(dòng)汽車車內(nèi)高加速聲品質(zhì)與主動(dòng)聲浪控制技術(shù)，建立排氣加速聲品質(zhì)主客觀擬合模型。這項(xiàng)技術(shù)讓汽車在加速時(shí)發(fā)出的聲音更加動(dòng)感、悅耳，同時(shí)又能保證聲浪的清晰度和穩(wěn)定性。通過(guò)優(yōu)化排氣結(jié)構(gòu)和智能控制排氣電磁聲學(xué)閥的開度，項(xiàng)目成功解決了加速時(shí)可能產(chǎn)生的轟鳴和異響問(wèn)題，讓每一次加速都成為一次獨(dú)特的聽覺(jué)享受。該技術(shù)解決了不同用戶體驗(yàn)需求及低聲振品質(zhì)突出的加速工況混動(dòng)汽車NVH問(wèn)題，達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。

傳祺新能源E9靜謐舒適空間

本項(xiàng)目通過(guò)深度研發(fā)混動(dòng)NVH技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了整車NVH品質(zhì)的跨越式提升，整體技術(shù)實(shí)力躍居國(guó)際先進(jìn)水平，并在部分領(lǐng)域達(dá)到國(guó)際頂尖水平。自2017年起，相關(guān)技術(shù)已成功應(yīng)用于廣汽傳祺MPV、SUV、轎車等系列車型，贏得了市場(chǎng)的高度認(rèn)可；并推廣至廣汽本田、廣汽三菱等合資品牌，彰顯了技術(shù)的廣泛影響力與市場(chǎng)價(jià)值。