增程式电动汽车NVH技术：现状、挑战与未来趋势

一、增程式电动汽车的NVH现状

增程式电动汽车的核心在于其独特的动力系统结构：通过电机驱动车辆行驶，同时配备一套由内燃机和发电机组成的增程器，用于在电池电量不足时为车辆提供额外动力。这种设计在解决了纯电动汽车续航问题的同时，也带来了新的挑战——NVH问题。

在纯电动模式下，增程式电动汽车的振动和噪声水平相对较低，因为电机运行平稳，且车辆的隔音措施能够有效降低外部噪声。然而，当增程器启动时，情况就大不相同了。传统内燃机的燃烧噪声、机械噪声、进排气噪声以及风扇噪声都会显著增加，这些噪声通过车身结构传递，让驾乘人员感受到明显的振动和噪音。

此外，增程器的起停频率远高于传统发动机，每次启动和停止都会产生额外的振动和噪音。例如，发动机启动时需要发电机提供反拖力矩，而停机时则需要发电机先停机，这些过程都会引发振动。研究表明，发动机启动时的振动和噪音与拖动电机的转矩波动及发动机内部摩擦冲击密切相关。

二、NVH控制的三大方向

（一）传统技术的优化应用

针对增程器的振动和噪声问题，目前的研究主要集中在以下几个方面：

1. 降低燃烧噪声：通过优化发动机的燃烧过程，例如推迟点火提前角、延迟进气门关闭时间等，可以有效降低燃烧噪声。

2. 优化零部件设计：合理设计电机的爪极、气隙磁密和槽配合，减少电磁噪声；优化转子、定子形状，提高驱动桥壳体的刚度，减少扭矩波动。

3. 起停控制策略：通过控制发电机的旋转角度，将活塞停止在预定位置，可以显著降低发动机启动时的振动和噪音。

（二）布置优化与声学包裹

增程器的布置形式和悬置点结构对NVH性能影响显著。优化增程器的安装位置和悬置系统，可以减少振动传递到车身的幅度。此外，为增程器添加声学包裹，能够有效吸收高频电磁噪声和部分发动机噪声，进一步降低车内噪音水平。

（三）整车运行策略优化

在不同车速下，空气噪声和轮胎噪声的贡献比例不同。低速行驶时，应尽量以纯电动模式行驶，减少发动机启动带来的噪音；高速行驶时，合理控制发动机转速，使其保持在低噪音区域。这种基于车速的运行策略优化，可以在不牺牲燃油经济性的前提下，有效降低车内噪音。

三、未来发展趋势

（一）增程器小型化与集成化

随着纯电续航里程的不断提升，增程器的小型化与集成化成为必然趋势。一方面，小型化增程器可以减轻重量、降低能耗，同时为车辆设计提供更多空间冗余；另一方面，通过发电机与发动机的一体化集成，可以进一步优化结构，降低成本。

（二）增程器高效化

未来，增程器的高效化将成为核心发展方向。一方面，发动机的热效率将不断提升，通过高压直喷、水冷中冷等技术，热效率有望突破43%；另一方面，发电机的效率也将进一步提高，扁线电机和油冷技术的应用将使发电机效率超过93%。此外，系统高效区间耦合和最优工况控制策略的优化，将进一步提升增程器的整体效率。

（三）增程器无感化

无感化是增程器NVH技术的终极目标。通过优化噪音源、路径和响应，结合主动降噪技术（如ENC/RNC），未来增程器的介入将几乎无法被驾乘人员感知。这不仅需要技术上的突破，也需要在成本控制和用户体验之间找到平衡。

（四）增程器高压化

在纯电动800V高压化技术的背景下，增程器高压化也将成为未来的发展方向。高压化不仅可以提升系统效率，还能为车辆提供更快的充电速度。然而，高压化也带来了成本增加和绝缘等级提升的挑战。随着技术的成熟和成本的降低，高压化增程器有望在未来得到广泛应用。

四、结语

增程式电动汽车的NVH技术是当前新能源汽车领域的关键研究方向之一。通过传统技术的优化、布置优化和运行策略的调整，我们已经在NVH控制方面取得了显著进展。然而，未来的发展仍面临诸多挑战。小型化、高效化、无感化和高压化将成为增程器技术发展的主要趋势。随着技术的不断进步，我们有理由相信，增程式电动汽车将为消费者带来更加舒适、高效和环保的驾乘体验。

来源：汽车NVH云讲堂