在北京戴姆勒中国技术研发中心,一场纯电科技日的硬核技术分享,将梅赛德斯-奔驰在华研发、测试环节的诸多细节直观生动地呈现出来。
梅赛德斯-奔驰中国研发技术中心
梅赛德斯-奔驰TCC(Tech Centre of China)总建筑面积约5.5万平方米,测试楼配备包括电驱试验室、充电试验室、挥发性有机化合物(VOC)试验室、底盘试验室、噪声振动与声振粗糙度(NVH)试验室、发动机试验室和环境试验室。
NVH!追求更均衡的科学
作为豪华车市场的舒适性标杆,奔驰研究NVH有100年历史。在吸隔音结构类似录音棚的NVH实验室里,奔驰的工程师分享了三点硬核理念。NVH不能靠堆料。风噪、路噪和动力系统噪声是车辆NVH重要的噪声源,全面降噪是组合拳。VSG声学玻璃只能改善从车窗传来的高频风噪,全车双层玻璃≠全车的NVH很出色。NVH不能靠后天打补丁。严苛完善的NVH研发流程是贯穿产品全开发周期的,包括概念设计、数字仿真、 实车测试三个阶段,是一项科学、严谨的系统工程。其中数字仿真阶段能有效地利用结构设计解决低频噪声,更考验车企的设计能力和仿真分析能力。NVH不能只看分贝。在于均衡。分贝的绝对高低并不能完全体现出NVH体验的好坏。在奔驰,噪声均衡性的优先级更高,客户的体验比参数更重要。
NVH试验室
NVH试验室
工程师以EQE纯电SUV为例,详细解读了NVH“均衡的艺术”如何在产品上体现。比如除了双层夹胶玻璃之外,EQE纯电SUV整车的密封都经过严格的设计和验证,并且通过高精度的装配工艺来最终实现对高频风噪的隔绝。同时,符合空气动力学的弓形车身设计和后视镜、A柱的造型设计,不仅令其拥有极高的能效,还在风噪抑制上显现出强大的先天优势。
NVH试验室
在底盘或车身板件、横梁、纵梁、天窗的扭转振动可能会带来的低频噪音的处理上,奔驰在设计EQE纯电SUV初期阶段就充分考量了整车的扭转刚度,设计之初即考虑D柱白车身结构的优化,或者在D柱内添加结构泡沫,以增加D柱的强度,在设计阶段就把低频噪音扼杀在摇篮里。
NVH试验室
工程师还分享了一个关于《声音心理学》的有趣例子:如果车辆前排的隔声做的很好,但是后排隔声比较差,那驾驶员开车时会感觉到总是有噪声从车后传来,就像是后排玻璃没关紧一样。那这样还不如将前排的一些隔音措施放在后排,最不济的方法是适当降低前排的隔音性能,后排保持不变,确保前后排的噪音更平衡。这样虽然分贝值略有提高,但是主观感受更好,心理上会感觉更安静了。
NVH试验室
在奔驰看来,噪声均衡性的优先级比优秀的分贝值更高,也就是用户的体验永远比参数更重要。实现没有突出的噪音源,没有突出的频率尖峰,各个方向传来的噪音都相对平衡,比单纯寻找低分贝更重要。因为这会让用户感觉更舒适。从入门车型到旗舰车型,遵循的是一贯的奔驰标准——确保车内的静谧氛围,以及噪声的和谐和均衡。
实验室引入阳光模拟器 奔驰标准的超级“CLTC”
奔驰是国内首批引入阳光模拟器的汽车品牌。它可以在试验室中模拟恶劣夏季用车环境:50℃环境温度,95%相对湿度,覆盖从阿勒泰到吐鲁番等各种可能出现的用户极限用车场景。实验车内有46 个温度传感器,可以模拟用户的真实体感。这样不惜成本还原用户实际使用环境,有哪些成果?
阳光模拟器
空调降温又快又节能。用户实际使用中,空调能耗占比特定情况下超过 40%。很多电车为了节能,空调会进行一定的限制,奔驰要做到的是空调随调随有。在高温天气,车辆在长时间暴晒后,短距离行驶中的空调系统会长时间运行在能耗相对较高的“非稳态”。而在长途旅行中,空调系统则会更多在“稳态”工况中运行。使用阳光模拟器可以更好地监测车辆在“非稳态”及“稳态”这两种状态中的空调降温效果及能效表现。
阳光模拟器
阳光模拟器
为MegaCity地狱级工况量身定制。奔驰中国研发团队制定了完全基于中国客户实际用车场景的MegaCity“地狱级”工况。MegaCity 工况来自于经授权的中国用户行驶里程、平均车速、行驶时长、刹车次数、红绿灯时长等与日常驾驶有关的各种数据,覆盖中国用户行驶路况的74%。只有符合真实用户场景的“CLTC”,才是更有价值的参考。真实场景的“魔鬼工况”有着极高的标准,基于这一工况标准,工程师在不影响舒适性的前提下,进一步优化空调的能效表现,并将其用于未来新产品的研发当中。
纯电平台正向研发的“三个拒绝”
对于好的电车三电系统,奔驰的理解是,三电不是一味追求极限参数,而是安全靠谱,性能稳定,经得起真实极端场景的考验。
拒绝取巧。面对纯电动车的续航焦虑,奔驰没有盲目的选择做大电池包,或者为了降低能耗导致影响用车体验(比如空调在冬天热不起来、或是夏天冷不下去)。基于EVA 平台正向研发的EQE、EQE 纯电SUV、EQS 以及EQS 纯电SUV 等车型,电驱系统最高效率达 94%,表显续航会根据6大因素来综合计算,并根据实时工况显示最小、最大及个性化3种数据,既省又准地远离“快乐表”。因为纯电动车的峰值功率输出会受到剩余电量,电池、电机温度、车速等各种因素影响,很多电车在低电量情况下,很难再跑出标称的零百加速时间。奔驰的电机可保持30 秒峰值功率输出,且从电量10%-100%,电机始终可以输出峰值功率,这是奔驰的标准。
拒绝节省“不能省的时间”。开发一款新车到底花多长时间才合理?对奔驰来说,一面在产品研发上全力提速,另一面始终坚持“不能省的时间”。除了远高于行业、法规的验证测试标准,比如奔驰电机要经过包括循环、峰值、老化的累计超70,000小时、超100项的电驱台架测试,比如不间断8周(国标要求近9倍)的电池包腐蚀测试,比如具备诸多安全冗余设计的电驱系统,扭矩安全等级达到行业最高等级。
电驱试验室
在 EMC 检测方面的一个小细节,很好地诠释了奔驰对高标准的理解。比如电动车上的“电磁辐射”。可控强度范围内的电磁辐射不会影响普通人的健康,但如果车上有带心脏起搏器、助听器等精密电子设备的特殊乘客,车辆抗电磁辐射干扰能力就极为重要。2019年奔驰在德国辛德芬根启用了全新电磁兼容性和天线系统测试大楼,里面的混响室内有三个大型机械“搅拌器”,这些可旋转的螺旋反射结构能高效完成 EMC 的测试任务,尤其适用于自动驾驶车辆的抗电磁干扰能力检测。此外,奔驰三电的每个组件都要经过相同标准的 EMC 检测,且检测标准高于国标要求,从而杜绝外部复杂电磁干扰,也不影响车内精密电子设备。
让奔驰开起来像奔驰的秘密
“这台车,一上手就知道是奔驰”。奔驰的行驶质感是流淌在DNA里的独特体验。无论动力和传统形式如何变迁,底盘的重要性从不曾改变,且随着时代加快进化的脚步。奔驰的工程师们总结出一套关于底盘的系统性标准,叫做“Mercedes-Benz Fahrcharakter”——“梅赛德斯-奔驰驾驶特性”。他们将车辆的驾驶性能量化成 130 多个客观的 KPI 数据,通过40个传感器进行测量,覆盖多达100 多个方向。这些数据经过后处理,最终以一套复杂的逻辑汇总为梅赛德斯-奔驰驾驶特性。由此诞生了汽车界的豌豆公主,在德国称其为“Popometer”——“金屁股”。这是一项完全靠人类感知进行判断的测试。 舒适性专家们可以敏锐察觉从座椅传递上来的来自各个方向、各种频率、各类幅值的振动,比如通过过“减速带”来评价中高频的簧下控制以及纵向退让能力,乃至副车架悬置、动力总成悬置等等,从对底盘的风格、优 点、不足做出趋势性判断。这是奔驰建立起的一套主客观相结合的底盘科学衡量标准。
底盘侧向冲击试验台
单纯的软会丧失路感,令乘客的感官不匹配,从而容易导致晕车;对于不同的路面激励,该软时软,该硬时硬,才是驾乘舒适的根本。奔驰坚持的是更平衡的底盘调校。在研发测试场地一段短暂的测试体验当中,EQE 纯电 SUV就很好贯彻了这一理念。沥青路面的行驶感受非常丝滑;在通过连续坑洼路面时,传递进车身的振动也十分圆润柔和,尾段振动被处理得很干净,基本没有余振。
此次探访中,可看到奔驰在很多研发和测试标准上高于国标和行业平均标准,对豪华毫不妥协。这种造车的理念和对细节的苛求,是奔驰百年豪华的一贯体现。(资料来源:奔驰汽车)