2026/07/03
随着新能源汽车的普及,传统燃油车的发动机轰鸣被电机驱动的高频啸叫所取代,车内整体背景噪声显著降低。然而,这一变化使得原本被发动机噪音掩盖的制动噪音、振动与声振粗糙度问题(NVH,Noise、Vibration、Harshness)变得尤为突出,制动NVH问题的优化设计也随之成为行业亟需攻克的技术关键。
一、新能源车制动NVH问题的特殊成因
新能源车的制动NVH问题与传统燃油车虽有共通之处,但因其动力总成与底盘结构的差异,呈现出新的技术特征。
首先,背景噪音的大幅降低是首要因素。电动化使得车辆在低速及滑行工况下较为静谧,原本被发动机声浪掩盖的制动异响变得清晰可闻,用户感知阈值被大幅降低。
其次,更大的整车质量与动能回收的耦合加剧了系统负担。新能源车因搭载电池组,整备质量普遍比同级别燃油车高,制动系统需要吸收与耗散更多的能量,导致制动盘与刹车片的摩擦界面负荷更高、温度变化更剧烈,更容易激发特定频率的振动与噪音。
再者,更高的车轮扭矩与响应速度改变了激励源。新能源电机在低转速下即可输出峰值扭矩,这种快速响应的特性在能量回收或急减速时,会对制动系统产生与传统内燃机不同的扭转激励,容易引发底盘与制动系统的耦合振动。

二、制动NVH问题的核心物理机制:从“黑板效应”到系统共振
制动噪音从物理本质上讲,是摩擦副与制动系统其他部件之间发生强迫振动与自激振动的结果。
1. 摩擦界面的“粘-滑”现象(Stick-Slip)
在低转速或高温工况下,刹车片与制动盘之间的静摩擦系数与动摩擦系数差值变大,导致摩擦界面产生间歇性的粘附与滑动。这种不连续的运动方式会向整个制动系统输入宽频的激励能量,当能量频率与制动钳、悬架或车身部件的固有频率耦合时,便会引发强烈的共振,具体表现则为方向盘抖动、车身振动及低频轰鸣声。
2. 几何耦合导致的自激振动(Mode Coupling)
当制动盘与刹车片的接触面因磨损、变形或热效应产生局部压力不均,或制动钳支架的刚度分布存在缺陷时,摩擦力的方向与制动系统的某个模态振型会形成正反馈。这种耦合使得摩擦界面的微小扰动被不断放大,从而激发出高频尖叫。
3. 材料特性对NVH行为的直接影响
传统灰铸铁制动盘的阻尼特性较高,在一定程度上能够对高频振动起到抑制作用。然而,当材料的石墨形态不佳、导热效率不足或高温强度下降时,摩擦力在温度场与压力场下的“粘-滑”特性会加剧,从而恶化NVH表现。反之,采用优化合金配方的制动盘,可以通过提升导热均温性和抑制局部热点,减小激励能量的形成。
三、制动盘优化设计:抑制NVH的材料与结构路径
针对上述问题,制动盘的优化设计是缓解制动NVH问题直接且有效的手段。
1. 材料配方优化:提升阻尼特性与热稳定性
从材料学角度看,抑制制动NVH的关键在于降低摩擦界面的激励强度与提高系统自身的阻尼特性。通过精确调控碳含量及石墨形态,可以获得均匀分布的A型石墨组织。这种石墨在摩擦界面中能够充当“固体润滑剂”,降低“粘-滑”效应的发生概率,减少低频噪音的产生。
2. 结构几何设计:破除共振条件与引导气流散热
在结构方面,制动盘可以通过非对称的散热筋设计、打孔或划线处理,改变系统的固有频率分布,避免与刹车片产生数值耦合。同时,优化制动盘的散热通道设计能够有效引导气流带走热量,降低盘面温度与温差,从而抑制因热变形引发的振动与噪音。
3. 提升摩擦系数的稳定性
通过对制动盘材料的高温性能进行强化,增强其在复杂工况下的抗热衰减能力,使摩擦系数在全工况下的波动幅度减小。稳定的摩擦系数是抑制“粘-滑”现象和自激振动的物理前提,是改善制动NVH基础的工程逻辑。

四、淮海汽配在制动NVH优化领域的技术探索
在制动NVH这一系统性的技术难题面前,淮海汽配并未局限于对噪音现象的被动检测,而是从制动盘材料与结构的源头设计入手,进行了主动干预与优化。
淮海汽配的技术团队深入研究了新能源车制动工况的特殊性,认识到制动盘的材料对NVH表现具有决定性的影响。在传统的防腐涂层技术之外,淮海汽配将研究重心前移至制动盘的本体材料配方。其对高碳合金配方的系统性优化,不仅考虑了制动盘的高温强度和抗疲劳性能,更着重分析了不同石墨形态与分布对材料阻尼特性及摩擦界面“粘-滑”行为的影响。
通过精确控制铸造过程中的冷却速率与孕育处理工艺,淮海汽配优化了基体组织中A型石墨的比例与均匀性,从材料物理层面入手,有效抑制制动盘在特定工况下产生低频轰鸣与高频尖叫的趋势。同时,其制动盘通过高碳合金配方带来的高热导率与优异的均温性,抑制了非均匀热变形引发的振动模态耦合,进一步稳定了摩擦系数的输出。
五、结语
新能源车制动NVH问题的本质,是车辆电动化带来的整车声学环境与制动工况的改变,对制动系统“材料-结构-摩擦”耦合系统提出了更高要求。通过材料配方的精细化调控与结构的针对性改良,可以从源头上削弱激励能量、破除共振条件。淮海汽配在该领域的技术深耕,体现了从“被动消除”到“源头抑制”的技术跃迁,也为行业应对新能源车特有的制动舒适性挑战,提供了一条具备工程可行性与经济性的实践路径。