某增程式混動汽車NVH性能的主觀評價研究

張佑源，覃慶，玉達泳，尹志浩

（1.東風柳州汽車有限公司，廣西 柳州 545500；2.柳州市交通警察支隊車輛管理所，廣西 柳州 545500）

0 引言

增程式混動汽車在純電動汽車的基礎上加載增程器，從而大大延長了續航里程，但動力總成系統的增加導致前艙結構布置緊湊，整車NVH性能控制難度也相應地增大［1］。當增程模式行駛且車速超過100 km/h時，方向盤會明顯地抖動，并伴隨有尖銳的嘯叫聲［2］。通過對增程式混合動力汽車NVH性能進行優化研究，可改善乘坐舒適性，為新能源汽車產業化發展提供技術支撐。

為了更加科學合理地評價新能源汽車NVH性能，國內外學者主要研究怠速工況、勻速工況和加減速工況下懸置系統振動、方向盤振動、風噪和路噪等情況，并提出了相應的改善措施［3］。例如，徐勁力等［4］分析了傳動軸對NVH性能的影響，提出了后驅車萬向節傳動軸的改進設計方案。霍俊焱等［5］針對在開發過程中純電動汽車驅動系統、車身系統的特點，提出了聲學包、異響控制的NVH逆向開發的控制方法。潘威等［6］基于高里程汽車試驗，提出了基于“級數”增加量和能量增加率的衰減客觀評價方法，識別出高里程汽車NVH性能衰減較快的指標，結合數據庫制定了高里程汽車相關性能指標衰減的客觀及主觀目標值。當增程式混動汽車電池的電量達到預設的SOC目標值時，增程器就會給電池充電，增程模式下汽車NVH性能明顯下降。因此，對增程式混合動力汽車NVH性能主觀評價時，必須綜合考慮純電動模式和增程模式。

本文采用層級分析法，綜合考慮增程式混動汽車的純電動模式和增程模式，選取增程模式怠速工況、純電模式怠速工況、勻速工況和加減速工況4種工況為二級指標，對某增程式混動汽車NVH性能進行主觀評價，得到影響NVH性能主觀評價的主要因素。

1 基于層次分析法的增程式汽車NVH性能指標體系

層次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）基本思路將復雜問題分解為若干組成要素，并將這些要素按支配關系形成有序的遞階層次結構；通過兩兩比較建立成對比較矩陣的辦法，確定層次中諸要素的綜合評價值，并據此進行決策［7］。層次分析法的指標體系是由一系列能全面反映被評價對象本質屬性或特征的指標構成，是對研究對象進行評價的前提和基礎。指標體系的合理性和全面性直接影響評價結果的準確性［8］。

本文綜合考慮增程式混動汽車的純電動模式和增程模式的影響，選取增程模式怠速工況、純電模式怠速工況、勻速工況和加減速工況4種工況，構建增程式混合動力汽車NVH性能的二級指標體系，其中增程模式怠速工況下級指標有動力總成振動、方向盤振動和駕駛員耳旁噪聲，純電模式怠速工況下級指標有方向盤振動、空調噪聲和后排乘客耳旁噪聲，勻速工況下級指標有路面噪聲、座椅振動和車內語音清晰度，人員素質的下級指標有風噪、方向盤振動和車內語音清晰度（見表1）。

表1 增程式混合動力汽車NVH性能評價指標體系

2 汽車NVH性能主觀評價的判斷矩陣

假定B層中的元素Bk與下一層次C1，C2，…，Cn有聯系，構造判斷矩陣步驟如下：即每次取兩個因子Ci和Cj，以表示Ci和Cj對Bk的影響大小之比，全部比較結果用矩陣B=（bij）n×n表示，稱為Bk—C的成對比較判斷矩陣，簡稱判斷矩陣。若Ci與Cj對Bk的影響之比為bij，則Cj與Ci對Bk的影響之比應為bji= 1/bij。在確定bij的值時，通常采用1—9分標度法，例如因素Ci相對因素Cj非常滿意，此時為9分；因素Ci相對因素Cj很滿意，此時為7分；因素Ci相對因素Cj素比較滿意打5分，因素Ci相對因素Cj稍微滿意，此時為3分，因素Ci相對因素Cj同樣滿意一樣，此時為1分，2、4、6、8相對重要度介于上下兩者之間。

本文以某增程式混合動力汽車為研究對象，采用德爾菲法構建汽車NVH性能主觀評價的判斷矩陣，由10名行內專家和汽車設計工程師進行評價，并對NVH性能進行了問卷調查。在大量調研資料的基礎上，利用統計方法進行分析、歸納、總結，得出各層次各指標之間的比較判斷矩陣A- B及Bi-Cj（見表2至表6）。

表2 增程式混合動力汽車NVH性能的判斷矩陣

表3 增程模式怠速工況B1的判斷矩陣

表4 純電模式怠速工況B2的判斷矩陣

表5 勻速工況B3的判斷矩陣

表6 加減速工況B4的判斷矩陣

3 汽車NVH主觀評價的綜合評價指標權重

使用SPSS軟件和Excel表格，運用方根法計算得出特征向量，再進一步歸一化處理得到某增程式混合動力汽車的NVH主觀評價結果（見表7）。

根據表7可知，在NVH主觀評價的二級指標中，專家對純電模式怠速工況（2.828 4）較為滿意，其次是加減速工況（1.654 9）、增程模式怠速工況（0.638 9）和勻速工況（0.334 4）。在三級指標層中，專家對增程模式怠速工況方向盤振動（3.271 1）的滿意度最高，對加減速時車內語音清晰度（0.414 9）、怠速時空調噪聲（0.464 2）和勻速時車內語音清晰度（0.483 6）的滿意度相對較低。為了進一步改善NVH性能，可以通過增加前圍、地板、車門及頂棚的吸音材料，加強空調過孔密封或檢查空調進風口來降低怠速噪聲，以及改進動力總成的懸置系統來抑制加減速的嘯叫聲。

表7 某增程式混合動力汽車的NVH主觀評價結果

4 結論

本文以某增程式混動汽車為研究對象，采用層次分析法對增程式混動汽車NVH性能進行主觀評價，綜合考慮增程式混動汽車的純電動模式和增程模式，選取增程模式怠速工況、純電模式怠速工況、勻速工況和加減速工況4種工況為二級指標，將德爾菲法與問卷調查相結合構建增程式混動汽車NVH性能的判斷矩陣，通過計算得到汽車NVH主觀評價的綜合評價指標權重。根據綜合評價指標權重值可知：專家對純電模式怠速工況（2.828 4）較為滿意，其次是加減速工況（1.654 9）、增程模式怠速工況（0.638 9）和勻速工況（0.334 4）。為了進一步改善NVH性能，可以通過增加前圍、地板、車門及頂棚的吸音材料提高車內語音清晰度。