汽车电机NVH测试

1、前言

本文主要内容：汽车NVH概述、汽车电机声品质、汽车电机阶次分析。

2、NVH概述

NVH是噪音、振动与声振粗糙度（Noise、Vibration、Harshness）的英文缩写。这是衡量汽车制造质量的一个综合性问题，它给汽车用最直接的感受，就是乘坐的舒适性和静谧性。

为了应对传统燃油汽车带来的环境、能源和可持续发展等方面的问题，许多国家和地区出台了鼓励新能源汽车发展的政策，这些政策促使新能源汽车市场蓬勃发展。同时新能源汽车的崛起，带动了电池技术、电机及电驱动系统技术的研究及产品开发。

随着结构系统的变更以及技术的迭代，新能源汽车在NVH性能开发过程中着重解决电动传动系统噪声与振动，即汽车电机及其控制器的噪声与振动。MegaSig拥有从软件的测试算法到硬件的测试设备的一套完整系统，能够高效准确的测试汽车电机产品的噪声与振动。

3、基于汽车电机产品的声品质测试

声品质测试对于汽车电机产品的设计、制造和应用是非常重要的，它能够确保汽车电机产品产生的声音在合理范围内，从而保障消费者驾驶安全。基于MegaSig的BuildGo自动化测试平台，搭配科学的测量仪器设备和声学分析工具来甄别、诊断汽车电机产品的声品质。

3.1、汽车电机产品声品质测试硬件配置

3.2、汽车电机产品声品质测试项目

声品质响度（Loudness）测试: 表示声音的相对音量或强度。根据采集的信号，计算电机转动时的响度。

声品质尖锐度（Sharpness）测试：描述声音的高频部分相对于低频部分的强度。根据采集的信号，计算电机转动时的清晰度跟锐利度。

声品质粗糙度（Roughness）测试：描述声音的不规则振动或周期性变化。根据采集的信号，计算电机转动时的粗糙度。

声品质抖晃度（Fluctuation）测试：描述声音的振幅在时间内的快速变化或波动程度。根据采集的信号，计算电机转动时的动态性和不稳定性。

3.3、汽车电机产品声品质测试链路

此处以汽车电机测试链路作举例介绍：

汽车控制模块控制汽车电机转动，M 663+A 802自由场麦克风/ACC 1861三轴加速度采集发动机转动的完整信号,再通过PM 6181数据采集卡将采集的信号回传到BuildGo自动化平台进行噪音/异音/振动分析。

4、基于汽车电机产品的阶次分析测试

阶次分析（Order Analysis）是一种用于分析旋转机械系统振动/声音信号的方法。这种方法将振动/声音信号与旋转机械的旋转速度（通常以每分钟转数RPM表示）相关联，能够更好的甄别机械系统的运行状态、结构性故障问题。

4.1、汽车电机产品阶次分析测试硬件配置

4.2、汽车电机产品阶次分析测试

通过对采集到的振动/声音信号进行分析，将这些信号分解为不同的阶次成分，每个阶次代表旋转频率的倍数。分析后的信号会以瀑布图（Waterfall Plot）能够将阶次成分的时序与频率的分布以可视化的方式呈现，帮助研发人员更好地理解汽车电机产品旋转机械系统的特性，从而采取措施来改进系统的性能和可靠性。

从面的数据我们可以看出，传统的阶次分析对汽车电机的旋转机械结构出现的周期性故障（轴承、齿轮异常等）所产生特定阶次的异常是能够甄别出来的。

但是对于汽车电机的旋转机械结构出现的非周期性故障（内部的金属屑、掉入的异物等）所产生在阶次与阶次之间的带外异常信号是很难甄别出来的。

针对这种情况，MegaSig在传统的阶次分析基础上升级的算法，一种识别旋转机械变速过程中由非结构故障而导致异音的识别算法，用于甄别出旋转机械产品出现非结构缺陷导致的异常。这个算法通过对三维色彩能量图进行网格切割并分析，将每个网格中计算的最大值/均值提取并形成二维数值矩阵，再合并排列成一维的数据进行limit的判断。

4.3、汽车电机产品阶次分析链路

此处以汽车电机测试链路作举例介绍：

汽车电机产品正常运行后，轴向与径向的M 663+A 802自由场麦克风采集声信号，轴向与径向的ACC 1861三轴加速度计采集振动信号，PM 6181数据采集卡采集旋变信号，最后回传BuildGo自动化平台进行阶次分析。

总而言之，不论是汽车电机的声品质测试还是阶次分析，其最终的目的是为了帮助工程师和分析人员通过有效的方式来识别汽车电机产品故障，优化性能和改进机械系统，确保不会影响用户体验、品牌形象和法规要求。

　　审核编辑：汤梓红