Die Akustik macht den Unterschied

Die zunehmende Vielfalt moderner Antriebsstränge erhöht den Aufwand der akustischen Entwicklung. Wie sich diesen Herausforderungen begegnen lässt, wird auf der Automotive Acoustics Conference diskutiert.

×

Alternative Antriebe, Leichtbaustrukturen und kleinere Motoren stellen Akustik-Ingenieure vor große Herausforderungen. Um der rasanten Dynamik des technischen Fortschritts gerecht zu werden, stehen die Entwickler unter anderem vor der Aufgabe, nicht nur die Geräusche des Antriebsstrangs, sondern auch vieler anderer Komponenten effektiv zu reduzieren. Auf der anderen Seite gilt es an manchen Stellen aber sogar, wegfallende Geräusche zu substituieren. Leichtbaustrukturen, alternative Antriebe und kleinere Motoren bringen dabei also in beiderlei Hinsicht neue Hürden auf dem Weg zu einem komfortablen NVH-Level mit sich. Bessere Messanalysen und schnellere Berechnungsmethoden sind dabei wichtige Werkzeuge und zentrale Themen in der Expertendiskussion.

Die vielleicht wichtigste Plattform für diese Diskussion stellt die Automotive Acoustic Conference dar, deren 51. Auflage mit 220 Teilnehmern aktuell in Zürich/Rüschlikon stattfindet. Die Hälfte der Fachbesucher kommt aus nicht-deutschsprachigen Ländern, was den internationalen Charakter der Konferenz unterstreicht, wie Dr. Alexander Heintzel, Chefredakteur der ATZ-MTZ-Gruppe, in seiner Begrüßung hervorhob. Die längsten Anreisen hatten die vielen Teilnehmer aus Japan – die auch die größte ausländische Gruppe stellten­, aus China, Taiwan, Südkorea, Indien und Südafrika.

Neue, störende Geräusche

Dr. Léon Gavric, Vice President, Senior Expert NVH der PSA Groupe, prognostizierte als erster Redner, dass der zunehmende regulatorische Druck auf Verbrennungsmotoren, kombiniert mit technischen Verbesserungen bei elektrischen Antrieben und Batterieleistungen, zu einer größeren Nachfrage bei Elektrofahrzeugen führen werde. Das Fehlen einer Maskierung vieler Geräusche durch den Verbrennungsmotor werde verschiedene Systeme und Geräte, Windgeräusche, Rollgeräusche und Reifenrauschen stärker in die Wahrnehmung rücken. Entsprechend groß seien die NVH-Anforderungen im Vergleich zu Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor. Eine völlig neue, aber entscheidende NVH-Herausforderung bei Elektroautos sei es, das "Jammern" im Elektroantrieb zu kontrollieren. Störende Geräusche wie Quietschen, Rasseln und Summen seien im leisen BEV-Bereich ebenfalls verboten.

In die gleiche Kerbe hieb Dr. Ralf Bocksch, NVH Project Coordinator, Daimler, und verantwortlich für die Elektromarke EQC von Mercedes: "Der Sound macht den Unterschied." Die größte Aufgabe sei die Reduzierung des Straßenlärms: Obwohl die Batteriemasse positive Auswirkungen auf die Karosseriestruktur hat, führen härtere Fahrgestelle und Reifen zu mehr akustischen Auswirkungen von der Straße. Erfahrungen aus aktuellen Elektroautos von Mercedes seien der Ausgangspunkt für die NVH-Entwicklung des neuen EQC gewesen. Entsprechend dieser Basis wurden Dämpfungs- und Isolierteile entwickelt, indem das strukturelle Konzept vom Modell GLC übernommen wurde. Nach einem stringenten, zielorientierten Entwicklungsprozess sei es mit dem EQC gelungen, einen leisen, komfortablen und charakteristischen Klang zu entwickeln.

Leise Lagerung

Bei seinem Vortrag zu den Konstruktionsprinzipien der Lagerung im elektrischen Antriebsstrang ging Dr. Gregory Chen, Senior Chief Engineer, Geely Automobile Research Institute, bereits sehr in Details. Seinen Ausführungen zufolge seien die Resonanzeigenschaften der Montagehalterung wichtige Faktoren für das Geräusch des elektrischen Antriebs im Fahrzeug bei niedriger Geschwindigkeit (circa 40 km/h oder weniger). Die Montagehalterung müsse kompakt gebaut sein, und je höher die Modalfrequenz, desto besser isoliere das Befestigungssystem die Vibrationen. Chen empfahl hier eine Frequenz von größer als 1.000 Hertz sowie die Vermeidung einer Kopplung der Modalfrequenz der Montagehalterung und der internen Resonanzfrequenz des Montagegummis.

Simulation und künstlicher Sound

"Verfahren und Lösungen für die Integration der HV-Batterie in die NVH-Entwicklung eines BEVs", lautete der Titel des Vortrags von Francesca Ronzio, Team Leader Products and Systems Simulation, Autoneum Management. Ihre beruhigende Nachricht für viele Entwickler lag darin, dass bestehende und etablierte CAE-Systeme Methoden, wie zum Beispiel Statistische Energieanalyse (SEA) und Finite Elemente Methoden (FEM), das NVH-Design von BEV-Bodensystemen unterstützen können. Zu dem damit abgedeckten NVH-Paket gehörten nicht nur der Teppich und Dämpfungspads, sondern auch der Batterieabdichtung und Elemente zwischen Batterie und Karosserie.

Ebenfalls starken Praxisbezug hatten die Ausführungen von Mark Allman-Ward, NVH Simulation Specialist bei Bruel & Kjaer, der "Verfahren zum Entwerfen und Ausführen von Innen- und Außengeräuschen eines Elektrofahrzeugs" vorstellte. "Wir haben mit den Geräuschen der Verbrennungsmaschine auch viele Emotionen eliminiert. Niemals ist jemand aus einem Elektroauto gestiegen und hat begeistert ausgerufen: 'Wow, der Sound war ja fantastisch!'", begann Ward recht kritisch. "Fragen Sie 15 Personen in einem Raum, wie ein Elektroauto klingen soll, und Sie bekommen 35 Antworten." Anhand realer Hörbeispiele beschrieb Ward den gesamten Entwicklungsprozess beim Fiat 500e, von der On-Track-Bewertung der wichtigsten Merkmale eines "sportlichen Sounds" bis hin zu den virtuellen Sounds.

×

Automotive Acoustics Conference 2019

Die unter der wissenschaftlichen Leitung von Autoneum stehende und gemeinsam mit ATZlive organisierte Automotive Acoustics Conference gilt als eine der bedeutendsten internationalen NVH-Fachtagungen für Automobilhersteller, Zulieferer und Forschungsinstitute. Mehr als 20 Fachpräsentationen werden ergänzt durch Workshops zu neuen Mobilitätstrends. Eine umfangreiche Fachausstellung präsentiert aktuelle Innovationen aus dem Fahrzeugakustikbereich.