新能源汽車整車NVH金字塔開發流程辛雨國家新能源汽車技術創新中心2019.0911 44NVHNVH開發流程的進化現有NVH流程的不足NVH金字塔開發流程總結及展望1個人介紹2002年參加工作，機械設計/機制工藝工程師2006年合工大振動噪聲研究所近場聲全息研究2009年北汽福田汽車工程研究院整車NVH開發/NVH試驗調校2013年北京新能源汽車技術股份有限公司整車NVH開發/電驅動+懸置系統仿真/動力電池系統仿真2018年國家新能源汽車技術創新中心整車集成(性能集成/物理集成/電氣集成/車身/底盤)工作經驗NVH發經驗/增程式NVH開發經驗發經驗NVH性能開發NVH匹配開PadB(A)Amplitude 1NVH開發流程的進化PadB(A)Amplitude1.1解決車輛異常的NVH開發在汽車工業設計開發早期，主要解決的是生產、制造、裝配的問題；設計問題、裝配干涉、試驗后破壞都可能引起異常的振動噪聲，此時需要振動檢測、故障排查手段；哪怕是最近5-10年，也有部分廠家因為沒有NVH測試和仿真手段，只能以人體作為傳感器，通過人的經驗判斷，來解決生產、制很大，按照慣常的思維，對真空泵傳遞路徑進行了振動噪聲測試真空泵安裝點拆下來做是否結構傳遞的過程中發現真空泵與支很大，按照慣常的思維，對真空泵傳遞路徑進行了振動噪聲測試真空泵安裝點拆下來做是否結構傳遞的過程中發現真空泵與支架干涉！拆開后車內噪聲立馬從53.6dB(A)降到40dB(A)。置此圖片來自網絡搜索案置案案置案案案案案案案小案案案8小時工作日！置此圖片來自網絡搜索案置案案置案案案案案案案小案案案8小時工作日！。做一個振動噪聲水平測試或者查找NVH問題源的測試，周期也需要2-3個案案270%43小1.2試驗調校為主的NVH開發題，而不是某輛車個別存在的異常現象。主要仍為解決設計后期樣車試驗時發現的振動噪聲問題，以試驗調校為主，以達到或超越競爭車的振動噪聲水平為目的。-30%-30%-30%方40%方方60%30%30%方930%方-30%方-30%方0%方0%方0%方30%方30%方-30%方方-30%方-30%方0%0%0%30%30%30%懸置需81次試驗0%-30%30%30-30%0%-30%0%0%30%分析-仿真報告，零部件需要1-2天，整車需要分析-仿真報告，零部件需要1-2天，整車需要2-4周，只需要。做一個激勵響應分析或其它仿真，需要的周期和費用1.3加入CAE驗證的NVH開發ECAE技術可以在尚未出現試制樣車的時候即開始數字化設計驗證，減少開發周期，降低開發費用。CAE試驗次數，從而驗費用；以降低1/3試驗次數論，每項目預計CAE可減少試驗-整改輪次，提高問題定試驗受天氣(例如刮風下雨下雪結冰等)影響，導或試驗結果失真，仿真無此類問題。驗或設計中發現問題時，經驗法/試錯法設計優大量時間和精力，使用仿真優化方法可提供，一項項驗證或優化，出現A性能變優B性能變差問題；仿真優仿真目標達成概念開發量產整車仿真整車試驗仿真&試驗驗證早期正向開發流程：重視后期的試驗設計系統仿真系統試驗量產概念開發部件仿真部件試驗計現代正向開發流程：重視前期的仿真設計&仿真擬驗證證 1NVH仿真目標達成概念開發量產整車仿真整車試驗仿真&試驗驗證早期正向開發流程：重視后期的試驗設計系統仿真系統試驗量產概念開發部件仿真部件試驗計現代正向開發流程：重視前期的仿真設計&仿真擬驗證證1.4仿真與試驗并重的現代V型NVH開發流程仿真和試驗各有其優缺點，由于基礎材料參數、建模方法等的限制，整車仿真模型計算結果與實車試驗結果仍有不小的誤差，因此NVH雙V驗證可以為整車開發提供較好的支撐。整車目標達成試驗試驗驗證現代V型整車NVH正向開發流程ltair 1NVH開發流程的進化ltair1.4仿真與試驗并重的現代V型NVH開發流程AE11 44NVHNVH開發流程的進化現現有NVH流程的不足NVH金字塔開發流程總結及展望驗證需求發計證0%70%40x校準設計引入幾率幾率成本驗證需求發計證0%70%40x校準設計引入幾率幾率成本2.1大量NVH缺陷的引入在概念開發階段H必須形成概念開發階段NVH仿真評估的手段，在概念設計階段具備一個概念仿真模型，對設計指標進行評估。問題優問題優化2.5x30%20%成計110x50%據Airbus在NAFEMS2015發布的數據顯示：方案設計階段修復缺陷的成本高出方案設計階段近45倍。產 2現有NVH流程的不足產2.2仿真分析的作用被周期及輸入所限制項目中仿真分析的數模及材料輸入有時不能及時獲得，需要與設計工程師、供應商、仿真工程師的共同努力項目階段項目階段產品立項概念開發設計開發試制試驗與認證生產準備開發節點裝車計劃SOPFP樣車EP1樣車EP2樣車車NVH計劃工作策劃對標分析SSTS凍結調校1調校2凍結NVH驗收NVH總結NVHCAE計劃仿真策劃真仿真總結EP1仿真EP2仿 2現有NVH流程的不足2.3所有不考慮成本的NVH措施都是耍流氓NVH企業的日常工作，不能只是因為市場壓力，必須而是在每一個新產品定義的第一天起，就要做DesigntoCost(按目標成本進行設計)，要做成本工程管理下的設計變更，因為85%的產品成本已經在產品如果基礎的車身內飾件可以解決聲學包的吸聲隔聲問題，那么整車聲學包的成本將降低30%以上。但在NVH性能沒有前期設計時，哪怕加上很多聲包，想獲得很好的NVH性能也是很困難的。同時，聲學包也占據了一部分整車重量，需要與整車輕量化的需求進行PK。布置/EMC程發碰撞安全傳統燃油車輛整車16性能布置/EMC程發碰撞安全傳統燃油車輛整車16性能電池細化久蝕全理能性理2.4不考慮其它性能的NVH措施難免受抵制多性能匹配需要很多詳細設計的工作，更需要在概念設計階段進行規劃，建立其設計指導思想和匹配策略能車準備產試制試驗與認證發試制試驗與認證發試制試驗與認證發試制試驗與認證發試制試驗與認證源開發試制試驗與認證準備產試制試驗與認證發試制試驗與認證發試制試驗與認證發試制試驗與認證發試制試驗與認證源開發試制試驗與認證2.5未充分考慮新能源汽車NVH開發特點新能源車輛電驅、電池、電控三電系統與車身等系統同時開發匹配，具有更多的零部件同時開發及互相之間的匹配問題整整車NVH匹配產品立項概念開發設計開發11 44NVHNVH開發流程的進化現現有NVH流程的不足NVHNVH金字塔開發流程總結及展望Work整車級系統級概念設計詳細設計試驗驗證量產系統量產及質量管控系統試驗驗證系統概念仿真及匹配系統設計及仿真驗證Time概念設計詳細設計試驗驗證量Work整車級系統級概念設計詳細設計試驗驗證量產系統量產及質量管控系統試驗驗證系統概念仿真及匹配系統設計及仿真驗證Time概念設計詳細設計試驗驗證量產整車量產及質量管控整車試驗驗證整車概念仿真匹配整車設計仿真3.1金字塔開發流程介紹V型開發流程向金字塔開發流程的遷移和轉變，代表將整車開發流程并行進行，不再有直線串行階段，從而節約周期Work整Work整車級系統級概念設計概念設計量產Time傳統燃油車輛V型開發流程能源車金字塔開發流程懸置優化車身密封動踏板真空泵上方懸置優化車身密封動踏板真空泵上方3.1金字塔開發流程介紹—來自實際案例的流程變革思路某純電動汽車項目振動噪聲測試試驗中，踩制動踏板、真空泵運轉時車內可明顯聽到真空泵運行聲音。經測試，主駕內耳噪聲為42.45dB(A)，后右乘客內耳噪聲為43.92dB(A)。在傳統燃油車輛中，由于發動機怠速運轉的遮蔽效應，該類噪聲可被掩蓋；但測點方向優化前(m/s2)優化后(m/s2)制動踏板X0.180.05Y0.090.06Z0.170.05方向盤X0.40.18Y0.20.13Z0.08座椅導軌Z0.020.01儀表板Z0.070.02輸入輸出 3NVH金字塔開發流程輸入輸出3.1金字塔開發流程介紹—來自實際案例的流程變革思路仿真方法仿真時解決此問題，需建立動力總成、真空泵及懸置及管路、真空泵支架、動總懸置、車身、聲腔等模型，然后示意模型(示意模型(已調通)，計劃將真空泵-動力總成-車身系統更詳細建模NVH問題整改NVH性能開發車輛DNA開發NVH正向設NVH問題整改NVH性能開發車輛DNA開發NVH正向設計NVH能開發進化趨勢從對標開發到正向開發，是NVH性能開發展現重要性的第一步；但很多正向開發中的性能(例如NVH性能)仍然是對標開發新能源汽車電動化、智能化為NVH-DNA設計提供了更好的基礎和更便利的路徑—主動聲音設計消音提供算法支持，車內聲音想設計成什么樣子就么樣子，甚至還可以通過選擇改變車輛聲音模式，像手 3NVH金字塔開發流程3.3金字塔開發流程的重點—重視概念開發建立經驗NVH概念開發模型，在設計初始階段進行NVH性能匹配車身概念模型可使用梁—接頭模型，并根據接頭剛度、車身梁截面設計、梁長度等的改變對車身NVH概念開發提供依據即使到設計后期，仍可參考建立的概念模型對新設計方案進行快速評估懸置系統概念分析可使用多體動力學模型，也可建立有限元模型進行分析綜合聲學包吸隔聲性能及車型駕駛艙形狀，可建立車身聲學概念模型，初步預測車內噪聲水平進行概念設計概念開發模型 (可通過概念開發模型 (可通過Adams/armsim/念開發模型勻速工況加速工況減速工況庫 3NVH金字塔開發流程勻速工況加速工況減速工況庫3.4金字塔開發流程的基礎—技術積累和數據庫較大的困難技術積累和數據庫可依據公司內外部(包含供應商)資源共同開發，增加技術積累速度，特別對零部件和系統級的技術積累在汽車行業大聯合(例如國外大眾和福特共享MEB平臺，國內長安一汽東風聯合等)的背景下，整車企業之間也可以取長補短行業性組織將提供技術積累和數據庫服務，例如國創中心將建立輕量化材料數據庫等標數據庫車外噪聲—牌號—牌號牌號料配…… 3NVH金字塔開發流程3.5金字塔開發流程的實現途徑—零部件仿真及試驗要得到較精確的整車仿真模型和仿真結果，需進行大量的零部件仿真和試驗，對標零部件的仿真模型精度念模型中零部件參數，根據整車模型對零部件進行匹配設計開發程很難實現振型某特斯拉電驅總成某非一體化電驅總成某非一體化電驅總成某一體化電驅總成某一體化電驅總成對比頻率830.2Hz478.7Hz420.8Hz730Hz770.8Hz總成1階電機-減速器方向彎曲石汽化氣車液油氣汽然料車天燃柴車物汽生油燃車醇汽乙料 3NVH金字塔開發流程石汽化氣車液油氣汽然料車天燃柴車物汽生油燃車醇汽乙料3.6金字塔開發流程的優勢—更適合新能源汽車對于同步開發的對于同步開發的整車與零部件系統，金字塔開發流程純電動汽車混動汽車HEV純電動汽車混動汽車HEV車車車車混動汽動車BEV燃料電池混動總成車身底盤高電壓系統動力總成車身?NVH(動力總成、車身)?經濟性?精細化?可靠耐久性?重量?燃油+電池的安全?發動機+排氣影響高壓安全?電+油的能量切換?動力性?環保性?NVH燃料電池混動總成車身底盤高電壓系統動力總成車身?NVH(動力總成、車身)?經濟性?精細化?可靠耐久性?重量?燃油+電池的安全?發動機+排氣影響高壓安全?電+油的能量切換?動力性?環保性?NVH(車身、空壓機、底盤等)?總布置及功效性?人機工程?熱適應性?操縱穩定性?重量?成本?可靠耐久性?碰撞安全?高氣壓系統的安全?電+氣的能量切換?熱對高氣壓系統/氫安全影響?NVH?動力性?經濟性?環保性?精細化?可靠耐久性?總布置及功效性?人機工程?熱適應性?操縱穩定性?重量?成本?動力性?經濟性?平順性?功能/配置?安全性?可靠耐久性3.6金字塔開發流程的優勢—更適合多性能匹配綜合新能源車部車車身動力總成車身底盤動力總成電子電器電子電器整車級系統級V開發流程，也重視發，但仍有大量工在樣車試制之后的金字塔開發流程整車級系統級V開發流程，也重視發，但仍有大量工在樣車試制之后的金字塔開發流程早期數字設計和仿真證概念設計詳細設計試驗驗證量產e概念設計詳細設計試驗驗證量產—節約更多開發周期新能源車輛電驅、電池、電控三電系統與車身等系