Automotive Acoustics Conference 2023

Autor: Frank Jung

Nachricht zur 7. Internationalen ATZ-Fachtagung Fahrzeugakustik

BEVs erfordern eine neue Akustik- und NVH-Entwicklung

Welche Innovationen gibt es in den Bereichen Akustikmanagement und in der NVH-Technik? Antworten geben Akustikexperten, die aktuelle Trends auf der Automotive Acoustics Conference 2023 diskutieren.

Die rasch fortschreitende Elektrifizierung moderner Antriebsstränge erfordert auch einen besonderen Aufwand für die akustische Entwicklung. Wie sich diesen Herausforderungen begegnen lässt, wird unter anderem am 11. und 12. Juli 2023 in Rüschlikon bei Zürich (Schweiz) auf der Automotive Acoustics Conference diskutiert. Rund 200 Teilnehmer aus 19 Nationen erleben ebenso spannende wie interessante Vorträge.

Die Bedeutung von Geräuschen, Vibrationen und Rauheit (Noise, Vibration, Harshness, NVH) für die Wertanmutung eines Automobils kann nicht hoch genug eingeschätzt werden. Es sind insbesondere diese Parameter, die die Qualität und damit letztlich den Gütestandard für den Endkonsumenten eines Fahrzeugs widerspiegeln. Und der Stellenwert von NVH steigt gerade bei elektrifizierten Fahrzeugen, wo das Fehlen des Verbrennungsgeräuschs des Motors zur deutlich stärkeren Wahrnehmung aller anderen Innen- und Außengeräusche beiträgt. Um dem 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.

Internationale Teilnehmerschaft

Ein unverzichtbares Forum für diese Diskussion ist seit mittlerweile 50 Jahren die Automotive Acoustics Conference, wie der CEO der gastgebenden Firma Autoneum, Eelco Spoelder, in seiner Begrüßung hervorhob. Nach der coronabedingten Zwangspause fand sie mit 200 Teilnehmern in Zürich/Rüschlikon erstmals als Hybridveranstaltung sowohl online als auch in Präsenz satt. Für den Veranstalter ATZlive begrüßte Marc Ziegler, verantwortlicher Redakteur der ATZ-MTZ-Gruppe, alle Teilnehmer. Mehr als erwähnenswert ist dabei der Umstand, dass trotz einer möglichen digitalen Teilnahme das Bedürfnis nach einem persönlichen Austausch mit Kollegen vor Ort so schwer wog, dass die Mühen auch einer sehr langen Anreise gern in Kauf genommen wurden. Ein Gespräch von Angesicht zu Angesicht ist eben offensichtlich nicht mit Konferenzschaltungen zu ersetzen. Das dokumentierten die vielen Besucher aus Japan – die auch die größte ausländische Gruppe stellten – sowie China, Taiwan, Südkorea, Indien und den USA.

Die Elektromobilität nimmt global an Fahrt auf und ist damit zunehmend ein bestimmendes Moment der Entwicklung bezüglich NVH, unterstrich Dr. Davide Caprioli von Autoneum in seinen einleitenden Worten. In Deutschland hat Ende des Jahres 2022 die Zahl der Zulassungen von Fahrzeugen mit Elektroantrieb erstmals die Marke von einer Million überschritten. Weltweit waren es rund 26 Millionen und damit über neun Millionen Fahrzeuge mehr als noch im Vorjahr. Die rasanteste Entwicklung gab es mit großem Abstand in China, gefolgt von den USA und Deutschland.

Fahrzeuglärmmodell für BEV

So war es keine große Überraschung, dass sich auch gleich die ersten zwei Beiträge, die Keynotes von Dr. Léon Gavric, Senior Fellow Engineering bei Stellantis, sowie Dr. Charles Zhang, Chief Expert in NVH beim chinesischen Automobilhersteller BYD, mit Fragen des Elektroantriebs beschäftigten.

Gavric stellte ein Modell des von batterieelektrischen Fahrzeugen (Battery Electric Vehicles, BEV) erzeugten Außenlärms für die städtischen Fahrbedingungen vor. Der Grundgedanke des Modells besteht darin, vorgeschriebene Messungen für Reifen- und Vorbeifahrgeräusche von Fahrzeugen zu verwenden. Ein solches Fahrzeuglärmmodell könne für die in der Umweltakustik verwendeten Verkehrsmodelle genutzt werden. Das Modell deckt dabei die Bedingungen des Stadtverkehrs ab. "Die Lärmbelastung in vielen Städten kann ernsthafte und langfristige Gesundheitsschäden verursachen, wobei die wichtigsten und vermeidbarsten Quellen der Verkehr und die Industrie sind. Der Kraftfahrzeugverkehr ist in den meisten Städten der größte Lärmverursacher", so Gavric.

In China erreichten bereits im Jahr 2002 Fahrzeuge mit alternativem Antrieb einen Anteil von 25 % am Automobilmarkt. In diesem Bereich ist BYD einer der Hauptakteure mit 1,86 Millionen verkauften Fahrzeugen dieser Art im Jahr 2022. Auch bei BYD wird das Umweltakustik-Problem gesehen und NVH als einer der wichtigsten Entwicklungsbereiche identifiziert, wie Zhang im Anschluss darlegte. Es würden daher viele Anstrengungen unternommen, um die NVH kontinuierlich zu verbessern – sie sei essenzieller Bestandteil der Entwicklungsstrategie für die neue EV-Plattform. Zhang konzentrierte sich auf die Frage, wie sich Straßengeräusche bei Elektrofahrzeugen reduzieren lassen. Hier erläuterte er die sogenannte CTB (Cell To Body, (Batterie-)Zelle zu Karosserie)-Technik.

Schallisolation mit Absorberkörpern

Das Projekt zur "Anwendung von schallabsorbierenden Nahfeldkörpern zur Reduzierung von Reifen-Fahrbahn-Geräuschen", stellte Dr. Klaus Pfaffelhuber von Autoneum vor, das er in Kooperation mit Bernard Zobec, Johan Grébert, Michael Scheinhardt und Jan Horak erarbeitet hatte. Die Lösung besteht in Absorberkörpern, die im Übergangsbereich von der Radhausverkleidung zum Unterboden vor und hinter den Rädern angebracht werden und der Schallquelle, bestehend aus Fahrbahn und Reifen, zugewandt sind. Pfaffelhuber zeigte die Ergebnisse einer aktuellen Studie zur beispielhaften Umsetzung solcher Körper und deren Wirkung auf das Außen- und Innengeräusch des Fahrzeugs. Bei einem Mercedes EQS wurden im Übergangsbereich von der Radhausverkleidung zum Unterboden vor und hinter den Rädern Nahfeldabsorber aus textilen schallabsorbierenden Unterbodenplatten angebracht. Auf der Mercedes-Teststrecke Immendingen wurde die akustische Wirkung eines solchen Konzepts auf Vorbeifahrtgeräusche und Innengeräusche gemessen.

Eric Sorber von Siemens Digital Industries Software in Belgien widmete seinen Vortrag der "Implementierung eines Verfahrens zur Vorhersage virtueller Straßengeräusche unter Verwendung virtueller Fahrzeugbaugruppen". Er stellte mit der komponentenbasierten Transferpfadanalyse ein Verfahren zur Vorhersage von Straßenlärm mithilfe virtueller Prototypen vor, die aus testbasierten und CAE-basierten Komponentenmodellen zusammengesetzt werden. Angewendet wird dabei die Methodik zur Charakterisierung von Bauteilen für Körperschall, die Sorber anhand einer realen Fallstudie eindrucksvoll erläuterte. Dabei wird das Fahrgeräuschverhalten eines virtuellen Prototyps vorhergesagt und in die Beiträge der Körperschallpfade aufgeschlüsselt, die unter objektiven und subjektiven Gesichtspunkten bewertet werden.

Die "Verbesserung der Reifengeräusche von Personenkraftwagen durch die Dämpfung von Karosserieteilen durch resonante strukturelle Metamaterialien" war Gegenstand des Vortrags von Dr. Saverio Tufano, NVH-Experte bei Nissan. Er erläuterte zum Abschluss des ersten Vormittags, wie 3-D-gedruckte Resonanzelemente verwendet werden können, um die Schwingungen eines Karosserieteils zu dämpfen, das Reifengeräusche in den Innenraum abstrahlt. Die Experimente wurden an einem vollständigen Fahrzeug durchgeführt und zeigen ein hohes Potenzial zur Schwingungsreduzierung im abgestimmten "Stoppband", das mit einer Verbesserung des Innengeräuschs einhergeht.

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