電動汽車越來越受歡迎，問題也越來越多

隨著電動汽車?yán)^續(xù)受到消費者的歡迎，新的電動汽車（EV）制造商以及傳統(tǒng)汽車制造商正在迅速更新其整個車隊 - 駕駛員似乎很高興轉(zhuǎn)向向傳統(tǒng)內(nèi)燃機說“告別”。但隨著公眾對電動汽車的興趣增加，一些抱怨也隨之增加，特別是與內(nèi)部噪音有關(guān)的不滿情緒— — 來自道路和輪胎、其他車輛、聲學(xué)車輛警報系統(tǒng)（AVAS）、風(fēng)或其他滲入車輛艙室的新來源的噪音。無論車輛裝有何種發(fā)動機，駕駛員在購買新車時都希望獲得最舒適的駕駛體驗，包括安靜的內(nèi)飾，但可能在購買電動車等高科技產(chǎn)品時尤其如此。

當(dāng)然，這給電動汽車制造商帶來了一系列新的問題，更不用說后期干預(yù)可能會為每種車型花費高昂的成本。




電動汽車帶來了……噪音？
傳統(tǒng)汽車和電動汽車最明顯的區(qū)別在于推進系統(tǒng)— — 一個使用傳統(tǒng)的內(nèi)燃機，另一個使用電動機。盡管傳統(tǒng)的內(nèi)燃機和動力系統(tǒng)會產(chǎn)生自己的噪音問題，但用電力推進系統(tǒng)取代它對電動汽車制造商提出了全新的挑戰(zhàn)。由于沒有輔助排氣和進氣系統(tǒng)，輪胎和風(fēng)噪聲等因素更占主導(dǎo)地位。除此之外，電動機和輔助系統(tǒng)，如泵、暖通空調(diào)、電池冷卻系統(tǒng)和壓縮機，可能會增加不受歡迎的音調(diào)和非常惱人的噪音。

電動汽車的另一個經(jīng)典痛點是續(xù)航里程有限。增加續(xù)航里程的最佳方法是什么？通過制造更輕的車輛。但當(dāng)車輛變得更輕、更硬時，通常隨著質(zhì)量和阻尼抵消噪聲的減小，噪聲會更大。這樣就變成了一個迭代過程：移除重量，評估噪音的增加，有選擇地添加處理措施、質(zhì)量和阻尼來糾正問題。這對汽車制造商來說是一個相當(dāng)大的優(yōu)化挑戰(zhàn)...

讓我們把注意力轉(zhuǎn)移到乘客身上。如今，幾乎所有新車（尤其是高端豪華電動車）都有一個典型的功能，那就是語音識別。語音識別系統(tǒng)的發(fā)明是為了讓司機集中注意力在路上，而不是經(jīng)常被手持設(shè)備分散我們的眼神。這些系統(tǒng)可以做任何事情，從要求Siri®為您朗讀收到的短信或給家里打電話。但是，當(dāng)噪音干擾駕駛員使用系統(tǒng)時，這就否定了完全使用系統(tǒng)的好處，因為駕駛員可能會重新拿起電話，從而導(dǎo)致非常沮喪和分心的情況。制造商最優(yōu)先考慮的是駕駛員安全，這是由有效的語音識別系統(tǒng)支持的。

本著安全的主題，我們不能忘記包括行人和自行車在內(nèi)的弱勢道路使用者（VRU）的安全。到目前為止，我們大多數(shù)人都聽說過有人因為聽不到電動車駛來而受重傷甚至死亡的事件。這很快導(dǎo)致了聲學(xué)車輛警報系統(tǒng)（AVAS）。自2019年起，該系統(tǒng)是多個國家電動汽車制造商的一項要求，旨在發(fā)出車輛警告聲音，并提醒車輛識別單元低速行駛時電動汽車的存在。雖然沒有人會反對擁有這一重要功能，但原始設(shè)備制造商仍然需要確保，在外部達到最低噪聲級標(biāo)準(zhǔn)的同時，不會對機艙內(nèi)的乘客造成另一種聲音干擾。

為了與安全主題保持一致，我們不能忘記包括行人和騎自行車者在內(nèi)的弱勢道路使用者（VRU）的安全。到目前為止，我們大多數(shù)人都聽說過有人因為聽不到電動車駛來而受重傷甚至死亡的事件。這很快導(dǎo)致了聲學(xué)車輛警報系統(tǒng)（AVAS）。自2019年起，該系統(tǒng)是多個國家電動汽車制造商的一項要求，旨在發(fā)出車輛警告聲音，并提醒VRUs低速行駛的電動汽車的靠近。雖然沒有人會反對擁有這一重要功能，但原始設(shè)備制造商仍然需要確保，在外部達到最低噪聲級標(biāo)準(zhǔn)的同時，不會對車內(nèi)的乘客造成另一種聲音干擾。

如何對抗噪音
由于所需工程學(xué)科的互操作性和互連性，解決這些挑戰(zhàn)中的每一個都是一項復(fù)雜的任務(wù)。然而，讓新技術(shù)首先進入市場，并在市場推出前和整個生命周期內(nèi)建立對其性能的信任，原始設(shè)備制造商必須平等的找出所有這些結(jié)果，并盡早作出承諾。這是在復(fù)雜性之上增加復(fù)雜性。工程師們只有在現(xiàn)實生活中能夠真實地評估最終車輛的全貌，才能有效地管理日益復(fù)雜的情況。同時用真實數(shù)據(jù)和真實物理進行虛擬實驗的能力，給了工程師們在第一時間達到噪音目標(biāo)所需的額外自由度：虛擬原型通過虛擬復(fù)制產(chǎn)品開發(fā)，帶來了取代物理測試和原型的自由，模擬測試和制造。

一個虛擬原型，在這種情況下，我們的虛擬新車，是基于多領(lǐng)域的仿真模型，捕捉在材料物理方面的獨特經(jīng)驗，并配備了內(nèi)部和外部噪聲分析的聲學(xué)模擬能力。賓利（Bentley）等領(lǐng)先汽車制造商的聲學(xué)工程師依靠虛擬樣機對電動汽車特有的噪聲路徑和噪聲源進行了數(shù)字預(yù)測，并在開發(fā)周期中提前演示聲學(xué)性能：

- 對影響車內(nèi)聲學(xué)性能的最重要的噪聲路徑進行量化和排序；
- 確定空氣聲對車內(nèi)噪聲的貢獻；
- 在降低重量、成本和降噪的成本效益基礎(chǔ)上，設(shè)計和優(yōu)化滿足品牌噪音目標(biāo)的聲學(xué)包；
- 使用電動機聲學(xué)封裝減輕音噪；
- 評估輪胎對內(nèi)部和外部噪音的結(jié)構(gòu)和聲學(xué)的貢獻。

法國ESI集團與行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者合作，利用先進的數(shù)字技術(shù)實現(xiàn)其大膽的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。以賓利為例，他們開始從單點數(shù)值模擬轉(zhuǎn)向100%虛擬原型。賓利汽車公司聲學(xué)工程師Simon Noble分享了這一點：

“通過使用虛擬原型，賓利成功地實現(xiàn)了我們的目標(biāo)— — 在創(chuàng)建物理部件之前，首先優(yōu)化虛擬世界中飛馳的每個組件。同時，我們減少了物理原型，為我們的客戶創(chuàng)造了最安靜的車內(nèi)體驗。虛擬原型意味著構(gòu)建更少的原型并減少我們的測試?yán)锍?。它還有助于在早期影響汽車的設(shè)計和工程，并在廣泛的測試階段提供顯著的好處。”

圖文來源于ESI GROUP，

原文鏈接:https://blog.esi-group.com/waging-war-noise