[摘要] 静谧舒适性是智能新能源汽车用户体验的核心指标之一,其内涵不仅是传统认知中对声压级的控制,而是融合声学、振动学、心理声学及人体工学等多学科交叉的综合感知体验。本文首先对汽车静谧舒适性进行科学界定,解析NVH(噪声、振动与声振粗糙度)技术内核与声音频率特性对人类听觉感知的影响;其次分析智能新能源汽车电驱动系统、热管理系统及智能化配置带来的新型噪音源及其特性;第三结合典型车载应用场景,阐述用户对静谧舒适性的多元需求;第四指出当前行业欠缺以用户体验为核心、覆盖全场景感知的汽车静谧舒适性技术评价规范,明确建立系统化评价规范的必要性,为汽车静谧性技术研发与品质管控提供理论参考与实践指引。
[关键词] 智能新能源汽车;静谧舒适性;NVH;评价规范;用户体验
陈静
硕士,中汽研(天津)汽车工程研究院有限公司主管工程师,
长期从事汽车声学及音效设计开发以及ANC(主动降噪)声学主动控制技术开发等工作。
引言
随着新能源汽车产业的快速发展,用户对车辆舒适性的诉求已从基础的安全驾乘功能转向全场景感知体验,静谧舒适性也成为影响他们购车决策与用车满意度的重要因素。当前,新能源汽车行业对车辆静谧性普遍理解为降低车内噪声强度及振动幅值[1,2],这种认知既无法全面覆盖用户真实感知,也难以全方位指导新型噪音源的技术管控与评价。智能新能源汽车动力架构与智能化配置的革新,催生了电驱电磁啸叫[3]、热管理低频噪声等全新静谧性挑战。然而,当前行业的NVH性能评价规范多针对噪声、振动的物理测量类评价标准与法规(如ISO 362-1:2022ISO 362-1:2022《声学— 加速道路车辆辐射噪声的工程测量方法 — 第1部分:M类和N类车辆》、GB/T 18697-2002《汽车车内噪声测量方法》,而围绕用户体验、覆盖多场景需求的静谧舒适性技术评价体系较为匮乏,导致用户体验参差不齐、技术研发与评价缺乏统一标尺。本文从静谧舒适性的科学定义、新型噪音源、用户需求以及行业规范四个维度展开讨论,旨在阐明静谧舒适性的核心内涵,为行业建立以用户体验为导向的评价体系提供参考,推动汽车静谧舒适性品质的整体提升。
1 汽车静谧舒适性的科学定义
汽车静谧舒适性的核心技术基础是NVH性能,即噪声、振动和声振粗糙度[4],反映了汽车对噪声与振动的控制能力。
根据振动频率范围及其对驾乘人员的影响差异,相关研究[1]将汽车噪声与振动分为三类。其中频率高于100 Hz(赫兹)的噪声表现为空气声与固体声的叠加,如路噪、风噪、电驱噪声等,是较直观感知的声学指标;频率低于25 Hz的振动来源于车身、底盘等部件的机械振动,可通过人体骨骼传导引发驾乘人员生理不适;频率介于25~100 Hz的声振粗糙度通常通过座椅、仪表盘等部件传递,被主观感知为噪声与振动的刺耳感、粗糙感。三者并非孤立作用,而是共同形成用户对整车静谧性的综合感知。例如新能源汽车电驱动系统产生的电磁振动,会激发车身结构共振,进而辐射高频噪声,传统掩蔽效应减弱后噪声影响会更加突出;路噪中的低频声波与车身振动相互叠加,加剧驾乘不适感。这些复杂耦合效应表明,汽车静谧舒适性的提升并非降低声压级即可解决的单一问题,而是需要系统性的综合控制。
声压级是衡量声音强度的客观指标,但无法全面反映声音的主观舒适度。声音频率特性对人体听觉感知的影响更为关键,声压级与频率的关系体现为等响曲线[5]。比如80dB(分贝)的低音鼓与80dB的尖锐口哨分贝值相同,但听感差异显著。其中,低音鼓的低频声波会引发胸腔共振,带来沉闷压迫感;尖锐口哨的高频声波则刺激听觉神经,引发烦躁疲劳。在汽车场景中,这种差异更为突出。传统燃油车发动机噪音以中低频为主,而新能源车电驱啸叫多集中在1000~5000Hz中高频段[6],穿透力强、辨识度高,即便声压级值更低,也会让用户产生更吵的主观感受。同时,低频噪音隔绝难度更大,其长波特性易穿透车身钢板、玻璃等传统隔音材料,且会与人体内脏共振,长期暴露易引发头晕、恶心等生理不适。
综上所述,汽车静谧舒适性的科学定义可表述为:汽车座舱在静态、动态行驶全工况下,对外界环境噪声与车辆自身噪声的屏蔽与控制能力,以及结合人耳听觉特性曲线形成的无干扰、低粗糙度、高舒适性的车内声学环境[7]。
2 智能新能源汽车的新型噪音源
在新能源汽车上,电驱动系统替代了传统发动机及排气系统,整车噪声水平有所降低,但也带来了新的NVH问题:传统发动机噪声呈低频、宽带特性,而电驱动系统噪声主要为减/变速器的齿轮啸叫、壳体辐射及结构共振、电机机械噪声、空气动力噪声和电磁噪声耦合形成[3],表现为高频、尖锐噪声,显著加剧了驾乘人员的主观烦恼度。此外,失去发动机噪声的掩蔽效应后,底盘制动噪声、路躁、风躁等其他噪音源的NVH问题更为突出[8]。
新能源汽车热管理系统结构复杂,其运行中产生的持续低中频噪声已成为驾乘体验中易被感知的噪音源。热管理系统与动力总成解耦,电子水泵、压缩机、冷却风扇等部件由电控独立驱动,其工作噪声失去了传统发动机的掩蔽效应,成为独立噪音源向外辐射。同时,不同热管理回路的多部件会根据工况协同工作,耦合产生的振动与噪声通过车身结构传导至车内,在车辆定置、低速行驶、高压充电等安静场景下极易被驾乘人员清晰感知[9],从而影响驾驶的专注度与乘坐舒适性。
智能化配置既带来新能源汽车的新型噪音问题,也为汽车静谧性提供了优化路径。低速提示音作为法规要求的电动车外置提示音[10],其车外总声级需满足1/3倍频程声压级限值、频移≥0.8%/(km/h),若音色选型偏离要求、音量未匹配车速频移特性,则易形成额外噪声,如尖锐音色会在车辆静置、座舱影音播放等场景中破坏驾乘舒适性。ANC作为整车静谧性优化技术之一,可通过参考传感器与误差传感器采集噪声信号,由扬声器发出反相声波,对40~300Hz的发动机低频噪声、道路低频噪声实现有效抵消,相关国家标准中明确了发动机主阶次降噪量和道路噪声总声压级降噪量的要求[11]。但该技术对电驱动系统的高频电磁啸叫抑制效果有限,若系统调校不当,还会产生可察觉的次生异响。此外,智能座舱车窗升降、车门锁闭等智能化操作声,作为驾乘感知的重要细节,需兼顾操作反馈的优雅感与座舱的静谧性,也成为整车NVH性能与静谧舒适性体验的重要组成部分。
3 用户静谧舒适性的场景化需求
汽车静谧舒适性的核心价值是满足用户不同场景下的感知需求。在午休小憩、长途中途休息等场景中,用户需求为零干扰、低振动,希望车辆成为隔绝外界噪音的移动休息室,此时路噪高频部分、热管理低频振动、电驱动系统的啸叫都会直接影响休息体验。车内低频噪声若控制不当,即使控制在45dB(A)左右,仍易引发人体不适感、烦躁感,影响休息与睡眠质量。在高速驾驶、城市通勤等场景中,用户需求为噪音可控、振动平稳,需隔绝外界噪音以保持专注,同时避免过度静音带来的听觉隔绝与不适感。当车辆以120km/h高速巡航时,若风噪与路噪高频成分得不到有效抑制,易引发驾驶员听觉疲劳;电驱动系统啸叫则会进一步分散注意力,对驾驶安全性与舒适性产生不利影响。
在影音视听、车内K歌等车载娱乐场景中,用户对声学环境的核心需求为声音分区划分清晰、无杂声干扰,追求车载音响系统的高保真还原与声场沉浸感,同时需抑制环境噪声与车内跨区域串音。在冬季低温、夏季高温及颠簸路面等特殊工况下,用户对静谧性的需求表现为环境适应性与稳定性。
上述多场景下的用户感知需求,体现了用户对汽车静谧舒适性的多元诉求,也凸显了建立场景化、统一化、主观与客观相结合的静谧舒适性评价体系的现实紧迫性。
4 行业困境与规范评价的必要性
尽管用户对汽车静谧舒适性的需求日益迫切,但行业发展仍面临三大核心困境。一是在认知层面,电动汽车噪声呈现出多样的声品质特征,传统A计权声压级[声压的大小,单位dB(A)]已难以全面反映人体主观听觉感受[12],评价需更多聚焦频率分布、声品质参数及场景适配性。二是在评价规范层面,面向全场景用户感知的静谧舒适性统一评价体系仍较为匮乏,各企业技术路线差异显著,整车静谧性能参差不齐,用户难以通过统一标准进行横向对比。三是在用户权益保障层面,部分企业对静谧座舱的宣传缺乏量化指标支撑,用户无法直观验证实际效果。同时,售后环节针对静谧性问题尚无统一判定依据,相关纠纷频发。如用户投诉电驱动系统啸叫问题时,企业以声压级满足限值为由不予处理,用户合法体验难以得到保障。
为破解上述行业发展困局,建立系统化的汽车静谧舒适性评价规范是关键举措。首先,统一评价规范有助于纠正行业认知偏差,将静谧舒适性由模糊的主观感知转化为可量化、可对比、可验证的技术指标,为行业提供清晰定义与技术框架,引导企业立足用户体验开展研发与设计。其次,规范可针对电动汽车新型噪音源明确对应的评价方法,推动企业在研发阶段重视源头控制与系统设计,从根本上提升产品静谧品质,减少因技术路线混乱带来的用户体验差异。第三,规范可为用户提供直观的评价标尺,作为购车选型、售后纠纷判定的重要依据,促进企业宣传透明化,进而构建健康可信的消费环境,切实保障用户合法权益。
5 结论
综上所述,构建科学、系统且满足实际使用场景的汽车静谧舒适性评价规范,既是支撑智能新能源汽车产业高质量发展的重要基础,也是满足用户不断升级的出行体验需求的必然选择。
参考文献
[1] GOODARZI A, KHAJEPOUR A.Vehicle Suspension System Technology and Design[M]. Claypool: Morgan & Claypool Publishers, 2017.
[2] 黄思怡, 康健强. 电动汽车振动特性及NVH性能控制研究进展[J]. 汽车实用技术, 2023,48(17): 200-205. DOI:10.16638/j.cnki.1671-7988.2023.017.038.
[3] 吴迪, 王执涛. 增程式新能源汽车热管理系统NVH性能开发研究[J]. 中国汽车(中英文对照), 2025,35(08):472-481.
[4] 中华人民共和国工业和信息化部. 汽车噪声与振动(NVH)术语和定义: QC/T 1209-2024 [S]. 北京:中国计划出版社,2024.
[5] 国家技术监督局. 声学名词术语: GB/T 3947-1996 [S]. 北京:中国标准出版社,1996.
[6] MACG, LIUQH, WANGDF, etal. A novel black and white box method for diagnosis and reduction of abnormal noise of hubpermanent magnet synchronous motors for electric vehicles[J]. IEEE Transac tionson Industrial Electronics, 2016,63(2):1153-1167.
[7] 中汽研 (天津) 汽车工程研究院有限公司。整车静谧舒适性评价方法 [EB/OL]. (2023-04- 06)[2026-03-14]. https://www.chinaaeri. com/news/1423/.
[8] 王翌伟, 徐晓美. 纯电动汽车电驱动系统噪声控制技术研究进展[J]. 农业装备与车辆工程, 2022,60(04):1-5.
[9] 《中国公路学报》编辑部. 中国汽车工程学术研究综述·2023[J]. 中国公路学报, 2023,36(11):1-192. DOI:10.19721/j.cnki.1001-7372.2023.11.001.
[10] 国家市场监督管理总局, 中国国家标准化管理委员会. 电动汽车低速提示音: GB/T 37153-2018 [S]. 北京:中国标准出版社,2018.
[11] 国家市场监督管理总局,中国国家标准化管理委员会. 汽车主动降噪系统性能要求和试验方法: GB/T 46098-2025 [S]. 北京: 中国标准出版社,2025.
[12] 钱堃, 刘珂, 王言夫, 等. 电动汽车车内声品质评价研究进展[J]. 汽车工程, 2024, 46(08):1431-1446. DOI:10.19562/j.chinasae. qcgc.2024.08.010.