某增程式混动汽车NVH性能的主观评价研究

张佑源，覃 庆，玉达泳，尹志浩

（1. 东风柳州汽车有限公司，广西 柳州 545500；2. 柳州市交通警察支队车辆管理所，广西 柳州 545500）

0 引言

增程式混动汽车在纯电动汽车的基础上加载增程器，从而大大延长了续航里程，但动力总成系统的增加导致前舱结构布置紧凑，整车NVH性能控制难度也相应地增大[1]。当增程模式行驶且车速超过100 km/h时，方向盘会明显地抖动，并伴随有尖锐的啸叫声[2]。通过对增程式混合动力汽车NVH性能进行优化研究，可改善乘坐舒适性，为新能源汽车产业化发展提供技术支撑。

为了更加科学合理地评价新能源汽车NVH性能，国内外学者主要研究怠速工况、匀速工况和加减速工况下悬置系统振动、方向盘振动、风噪和路噪等情况，并提出了相应的改善措施[3]。例如，徐劲力等[4]分析了传动轴对NVH性能的影响，提出了后驱车万向节传动轴的改进设计方案。霍俊焱等[5]针对在开发过程中纯电动汽车驱动系统、车身系统的特点，提出了声学包、异响控制的NVH逆向开发的控制方法。潘威等[6]基于高里程汽车试验，提出了基于“级数”增加量和能量增加率的衰减客观评价方法，识别出高里程汽车NVH性能衰减较快的指标，结合数据库制定了高里程汽车相关性能指标衰减的客观及主观目标值。当增程式混动汽车电池的电量达到预设的SOC目标值时，增程器就会给电池充电，增程模式下汽车NVH性能明显下降。因此，对增程式混合动力汽车NVH性能主观评价时，必须综合考虑纯电动模式和增程模式。

本文采用层级分析法，综合考虑增程式混动汽车的纯电动模式和增程模式，选取增程模式怠速工况、纯电模式怠速工况、匀速工况和加减速工况4种工况为二级指标，对某增程式混动汽车NVH性能进行主观评价，得到影响NVH性能主观评价的主要因素。

1 基于层次分析法的增程式汽车NVH性能指标体系

层次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）基本思路将复杂问题分解为若干组成要素，并将这些要素按支配关系形成有序的递阶层次结构；通过两两比较建立成对比较矩阵的办法，确定层次中诸要素的综合评价值，并据此进行决策[7]。层次分析法的指标体系是由一系列能全面反映被评价对象本质属性或特征的指标构成，是对研究对象进行评价的前提和基础。指标体系的合理性和全面性直接影响评价结果的准确性[8]。

本文综合考虑增程式混动汽车的纯电动模式和增程模式的影响，选取增程模式怠速工况、纯电模式怠速工况、匀速工况和加减速工况4种工况，构建增程式混合动力汽车NVH性能的二级指标体系，其中增程模式怠速工况下级指标有动力总成振动、方向盘振动和驾驶员耳旁噪声，纯电模式怠速工况下级指标有方向盘振动、空调噪声和后排乘客耳旁噪声，匀速工况下级指标有路面噪声、座椅振动和车内语音清晰度，人员素质的下级指标有风噪、方向盘振动和车内语音清晰度（见表1）。

表1 增程式混合动力汽车NVH性能评价指标体系

2 汽车NVH性能主观评价的判断矩阵

假定B层中的元素Bk与下一层次 C1，C2，…，Cn有联系，构造判断矩阵步骤如下：即每次取两个因子Ci和Cj，以表示Ci和Cj对Bk的影响大小之比，全部比较结果用矩阵B=（bij）n×n表示，称为Bk—C的成对比较判断矩阵，简称判断矩阵。若Ci与Cj对Bk的影响之比为bij，则Cj与Ci对Bk的影响之比应为bji= 1/bij。在确定bij的值时，通常采用1—9分标度法，例如因素Ci相对因素Cj非常满意，此时为9分；因素Ci相对因素Cj很满意，此时为7分；因素Ci相对因素Cj素比较满意打5分，因素Ci相对因素Cj稍微满意，此时为3分，因素Ci相对因素Cj同样满意一样，此时为1分，2、4、6、8相对重要度介于上下两者之间。

本文以某增程式混合动力汽车为研究对象，采用德尔菲法构建汽车NVH性能主观评价的判断矩阵，由10名行内专家和汽车设计工程师进行评价，并对NVH性能进行了问卷调查。在大量调研资料的基础上，利用统计方法进行分析、归纳、总结，得出各层次各指标之间的比较判断矩阵A- B及Bi-Cj（见表2至表6）。

表2 增程式混合动力汽车NVH性能的判断矩阵

表3 增程模式怠速工况B1的判断矩阵

表4 纯电模式怠速工况B2的判断矩阵

表5 匀速工况B3的判断矩阵

表6 加减速工况B4的判断矩阵

3 汽车NVH主观评价的综合评价指标权重

使用SPSS软件和Excel表格，运用方根法计算得出特征向量，再进一步归一化处理得到某增程式混合动力汽车的NVH主观评价结果（见表7）。

表7 某增程式混合动力汽车的NVH主观评价结果

根据表7可知，在NVH主观评价的二级指标中，专家对纯电模式怠速工况（2.828 4）较为满意，其次是加减速工况（1.654 9）、增程模式怠速工况（0.638 9）和匀速工况（0.334 4）。在三级指标层中，专家对增程模式怠速工况方向盘振动（3.271 1）的满意度最高，对加减速时车内语音清晰度（0.414 9）、怠速时空调噪声（0.464 2）和匀速时车内语音清晰度（0.483 6）的满意度相对较低。为了进一步改善NVH性能，可以通过增加前围、地板、车门及顶棚的吸音材料，加强空调过孔密封或检查空调进风口来降低怠速噪声，以及改进动力总成的悬置系统来抑制加减速的啸叫声。

4 结论

本文以某增程式混动汽车为研究对象，采用层次分析法对增程式混动汽车NVH性能进行主观评价，综合考虑增程式混动汽车的纯电动模式和增程模式，选取增程模式怠速工况、纯电模式怠速工况、匀速工况和加减速工况4种工况为二级指标，将德尔菲法与问卷调查相结合构建增程式混动汽车NVH性能的判断矩阵，通过计算得到汽车NVH主观评价的综合评价指标权重。根据综合评价指标权重值可知：专家对纯电模式怠速工况（2.828 4）较为满意，其次是加减速工况（1.654 9）、增程模式怠速工况（0.638 9）和匀速工况（0.334 4）。为了进一步改善NVH性能，可以通过增加前围、地板、车门及顶棚的吸音材料提高车内语音清晰度。