竟能如此靜谧？硬核解析阿維塔RNC主動降噪技術

突破傳統降噪技術瓶頸，阿維塔首創RNC黑科技

阿維塔11自問世以來，受到越來越多消費者的青睐和認可。相比市面上的其他車，它有很多與衆不同的地方，比如量産難度很大的RNC主動路噪消減技術，今天我們就來一起解密下。

RNC（Road Noice Cancellation）——作為一項主動、實時降低車輛行駛時來自道路與輪胎噪聲的“黑科技”，可能很多人不太熟悉。為了更清楚地介紹這項“黑科技”背後的故事，我們特意采訪了阿維塔 11 自研算法 RNC 量産的技術總負責人——孔祥傑博士，并通過他的講解，來首次公開阿維塔 11 RNC 的性能數據。

為什麼要研發 RNC？

談論起汽車，很多人會先想到動力、操控、配置、空間等等，但随着汽車從交通工具向現代化移動智能空間轉變，對汽車的要求也随之而變，其中，聽覺體驗的重要性也越發凸顯。相關研究表明，人類獲取信息的來源，83% 來自視覺，11% 來自聽覺，對單個刺激的反映延時上，聽覺也相對最靈敏。所以如何保證車内靜音性，讓車輛成為家一般的安靜成為所有汽車廠商追逐的目标。

據了解，整車約有 1/3 的故障問題是和車輛的 NVH（Noise 噪聲 Vibration 振動 Harshness 聲振粗糙度）問題有關系，而各大公司有近 20% 的研發費用消耗在解決車輛的 NVH 問題上。也就是說，除了與用戶體驗有直接關系以外，NVH 還較為顯著地影響車輛的性能與品質感。因此，車輛的 NVH 性能表現與用戶體驗也成為衡量汽車性能水平與技術能力的重要指标。

眼前一亮固然重要，而“耳目一新”也足夠讓人期待。所以在聽覺的“智能體驗”上，阿維塔隻有做好 NVH 才能真正帶給用戶好的體驗。

車内如何減少噪音？

減少噪音的方法主要分為兩種一種是主動降噪，一種是被動降噪。

傳統的降噪技術主要是被動降噪，被動降噪技術包括對源頭的控制和對傳遞路徑的控制，前者諸如選用更加靜音的輪胎、更加安靜的動力源，後者則主要是給車輛安裝隔吸聲材料或進行合理的結構設計以避免共振等。

然而，這些傳統的降噪技術，往往存在隻能針對某一個特定的聲音或特定的工況進行降噪的效果，而隔吸聲材料的使用，雖然理論上可以做到寬頻段降噪，然而降噪頻段越寬或降噪深度要求越高，隔吸聲材料的使用量越多，其成本巨大，價格昂貴，且存在環保等隐患，且用戶的可感知體驗相對欠缺，針對路噪等工況複雜、噪聲頻段寬廣的噪聲來源，傳統降噪技術陷入低感知高成本的瓶頸。

主動降噪技術的降噪原理是波的幹涉相消，即“波峰-波谷疊加”。檢測到一定空間内的噪聲，且能分析出噪聲的頻率和振幅，再由波形發生器發出與噪聲波形頻率相同、振幅相同但是方向相反的波形，來抵消噪聲波形，這樣一來人耳就無法捕捉到噪音的聲波，噪聲就“消失”了。大家常用的降噪耳機的原理，均是如此。

從 ANC 到 RNC

目前，在汽車主動降噪領域，主要分為兩種降噪技術，即發動機主動降噪 ANC 和路噪主動降噪 RNC。其中，由于發動機噪聲特征簡單且确定，ANC 技術已經成熟并已經大量應用，而量産難度極大的 RNC 主動路噪降噪技術卻剛剛起步。截至目前為止，國際上僅有一款車型于 2021 年量産了 RNC 技術，而國内在阿維塔 11 之前，尚未有任何企業量産汽車 RNC 技術。

RNC 的原理：

與所有主動降噪技術原理一緻，RNC 主要原理也是聲音的波峰波谷疊加降噪。但是，路噪的來源是行車過程中輪胎和路面接觸産生的振動，這些振動傳遞到車内變成聲音形成路噪，RNC 主動路噪降噪通過布置在底盤上的振動傳感器采集這些引起路噪的振動，同時通過布置在車内的麥克風采集車内實時路噪，并以此為降噪目标，汽車的 DSP（數字信号處理器）運行降噪算法程序，實時生成大小相等，相位相反的反向抗噪聲（波峰波谷疊加），通過揚聲器發出，從而實時降低車内道路噪聲。

實現 RNC 量産到底有多難？

相對于成熟的 ANC 發動機主動降噪，為何到目前幾乎沒有汽車搭載 RNC 主動路噪降噪技術？這是由于 RNC 極高的技術與量産匹配難度造成的。實現 RNC 量産到底有多難？阿維塔 11 自研算法 RNC 量産的技術負責人孔祥傑博士告訴我們：

ANC 和 RNC 需要面對的技術難點完全不同，在 RNC 前有 5 個主要的技術難題。

完全随機性、極高實時性、三維空間性、範圍寬廣性、複雜傳遞性

完全随機性：

相比于“确定”的發動機噪聲，路噪完全且高度随機，由于世界上道路千差萬别且完全随機，無論是路面類型，還是坑窪、減速帶、颠簸、破損等路面狀況都實時變化，無法預測，因此 RNC 降噪必須實時處理大量路面數據，且必須應對坑窪颠簸等狀态變化，确保及時采集源頭特征、且及時出手應對坑窪等瞬間沖擊。

極高實時性：

路噪的來源是行車時路面與輪胎接觸的振動，這種振動傳到車内才變成了聲音（所謂聲輻射），由于路面完全随機且變化很快，人對聲音又非常敏感，RNC 主動路噪降噪必須在路面振動變成聲音傳遞到車内之前，就把反向抗噪聲生成出來，通過揚聲器發出去，否則無法滿足實時性要求，無法降噪。

三維空間性：

相比于降噪耳機都是降低耳朵那一點的聲音，車内是一個較大的三維空間，且需實現所有駕乘位置都有降噪效果，而無論是原始路噪的聲波，還是 RNC 系統生成的抗噪聲信号的聲波，都會在這個空間裡産生反射、幹涉和衍射現象，因此，為保證三維空間的降噪效果，還需要進行複雜的多揚聲器、多麥克風系統的全局控制，而不是僅僅一個點的控制。

範圍寬廣性:

路噪的頻率範圍十分寬廣，一般在40-500Hz 的頻率範圍内, 聲波的波長對應 0.68-8.5 米，RNC 的原理是實時生成大小相等、相位相反的抗噪聲以波峰波谷疊加。而對頻率相對高一點的路噪，對生成的抗噪聲的誤差容忍範圍很低，若控制不好，相差 10cm 就可能無法有效降噪，甚至出現“波峰波峰”疊加的情況，若考慮車内三維空間下聲波的反射、幹涉和衍射，則控制更加複雜。

（某車型路噪結構聲來源分析，非阿維塔 11）

複雜傳遞性：

每次車輪與路面的接觸，都會産生相對獨立又互相關聯的振動，在這些相互關聯的振動的傳遞過程中，會在車輛底盤及車身等不同的結構位置，被其本身的振動特征所加強或減弱。

比如某副車架可能存在120Hz的共振特征，則振動通過該位置時，120Hz附近的振動将被放大，則傳遞到車内的路噪，120Hz 附近也會增大，因此，在布置采集源頭振動的振動傳感器的位置時候，必須經過大量的嚴格理論計算和試驗，充分考慮各車輪之間路噪源頭振動傳遞的互相關聯、充分考慮傳遞過程中底盤和車身本身結構特征的加強減弱作用，從而最大限度的準确采集路噪的振動激勵，發揮最大的降噪效果。

總結來說，由于路噪的上述難點，對 RNC 實現而言，從軟硬件架構設計、整車路噪特性的傳遞路徑分析、針對性算法設計與嵌入式開發到整車匹配與優化，必須形成系統化全棧解決方案，缺一不可。

作為國内首發新技術，阿維塔 NVH 中心的智能聲團隊，在核心技術研究與工程匹配開發多方并進，經過一年多的努力，不斷克服各種技術問題：從 RNC 核心算法優化到嵌入式開發，再到整車優化匹配，最後到整車的植入。全過程 100% 自主掌握，使得國内空白的 RNC 技術取得了穩定、可複現、且相對明顯的降噪效果突破。

RNC 的組成是什麼？

1、若幹個振動傳感器，經過大量的傳遞路徑分析與實車試驗，布置在副車架等關鍵位置，負責采集來自路面和輪胎的的振動激勵，即采集路噪的輸入。

2、車内配備誤差麥克風，負責實時采集車内的誤差信号，即實時更新降噪的目标信号。

3、RNC 算法的 DSP 及外置功放、用于發出抗噪聲的車門揚聲器系統及線束等。

4、最重要的是和硬件匹配的自研算法和軟件。阿維塔 11 所用的 RNC 算法及嵌入式軟件均是 100% 自研，這在國内是唯一的，孔祥傑補充到。（抱歉，這段實在是太核心商秘了，就讓我簡單介紹一下吧）

為了盡可能的提升整個車内空間的降噪效果，擴大降噪區域，阿維塔 11 采用了難度最大但降噪範圍更寬廣的全局降噪方案，通過車門揚聲器發出抗噪聲，且避免了頭枕揚聲器等局部降噪方案降噪區域小、降噪區域與非降噪區域聲學體驗差别巨大的缺點。

阿維塔 11 的降噪效果的水平如何？

RNC 開啟後，阿維塔 11 車内所有位置 40-500Hz 範圍内路噪全面降低，總聲壓級降低可達 3dB(A),峰值聲壓級降低可達 12dB(A)。從能量角度，3dB(A) 總聲壓級的降低，相當于整個聲音的能量降低了一半。主觀感受明顯，尤其後排，感受顯著。（當然啦，由于上文提到的 RNC 的五個主要技術難點特性，目前全人類的汽車主動路噪降噪技術都沒辦法像降噪耳機一樣達到開啟後就”隔絕全世界”的效果）。

舉例來看，在普通瀝青路面，在車速 80km/h 等城市快速路常用行駛工況，開啟 RNC 後，車内四個位置中降噪效果最高的位置可取得總聲壓級可達 3dB(A)、單峰值聲壓級可達 10dB(A) 的降噪效果。

這就是RNC主動路噪消減技術，如此厲害的黑科技，為我們帶來了極緻的駕控體驗，豪華級别的靜谧空間。而對于這一切，也許真的隻有當我們駕駛着阿維塔 11 奔赴所愛之時，才能親身體驗了！據悉，官方将在 9 月份開啟用戶試駕，機不可失，想更深入的了解它，就約起來吧！

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