BTPA实战案例:欧洲某车企EV的whine noise路径排查及改进方案

原标题:BTPA实战案例:欧洲某车企EV的whine noise路径排查及改进方案

海德声科 HEAD acoustics

“时域TPA特点及案例分析”一文中已经阐明了HEAD acoustics的双耳传递路径分析(BTPA)的独特之处。 本文将介绍欧洲某主流主机厂如何针对一款电动车的whine noise问题,使用BTPA技术进行传递路径分析,最终排查出问题根源并结合实际情况做出切实可行的更改方案。

车况简介

处于试制阶段的某款电动车,在加速过程存在明显的whine noise,需要排查出问题根源,并做出相应的改进措施。

通过人工头HMS IV.0采集车内噪声后,用回放均衡器+耳机进行回放,可以清晰地听到whine noise。

将结果用ArtemiS SUITE分析,并用高级滤波回放ASM 11模块,快速诊断出whine noise是由下图圈中阶次发出的。

通过车辆的特征,分析出该阶次是电机产生的。而该阶次是很难消除或降低的,即很难从激励源的角度解决该问题,因此分析该噪声的传递路径并进行隔离,是较好的解决方案,而这正是BTPA大展身手的时候。

BTPA建模和结果拟合

做BTPA测试,首先要理清所有潜在的问题路径,避免因遗漏某些路径而导致模型的不准确。

在本案例中,结构和空气都可能是whine noise的传递路径。结构路径中,包含3个悬置(电机的左右悬置和抗扭悬置)、左右传动轴、逆变器的支架、空调管等;空气路径中,包括电机的各个面和逆变器的表面。

针对如上的潜在问题路径,通过BTPA分析,拟合出的车内左、右耳噪声与人工头实测的对比如下图所示。

拟合结果:

  • 车内噪声与人工头实测的频谱成分非常接近;
  • 缺少轮胎在转毂上的贡献,所以会有些差异,但不影响whine noise的分析;
  • 回放时可完美复现出whine noise。

whine noise传递路径分解

基于上述模型,逐步分解路径,来排查whine noise的传递路径。

首先将车内噪声(以下只展示单耳结果)分解成结构路径和空气路径,如下图所示:

从结果可以看出:

  • 结构路径在低频部分(1.2k Hz以下)贡献比较大;
  • 空气路径在高频部分(1k Hz以上)贡献要大些。

进一步对结构路径分解,获得whine noise传递路径如下图所示:

从结果可以看出:结构传递的whine noise由驱动轴、3个悬置贡献的会比较多。

进一步对空气路径分解,获得whine noise传递路径如下图所示:

从结果可以看出:空气路径中,底部、后侧、变速器左侧贡献要更大些。

BTPA进行虚拟改进

针对上述的路径分解,结构声中的驱动轴、3个悬置,空气声中的底部、后侧、变速器左侧,将是重点的潜在改进对象。

但实车中做改进,周期比较长,而BTPA的拟合软件Progno[i]se支持虚拟的改进,可以用软件改进来预测后期整改方案的效果。如将空气路径总贡献结果中,1kHz以上部分降低6dB来预测加声学包后的效果;或将结构路径中传动轴贡献降低6dB,来预测改进传动轴特性的效果。

本案例采用三种虚拟改进方案:

  • 只优化空气声;
  • 同时优化空气声和传动轴;
  • 同时优化空气声、传动轴和悬置。

仅从效果来看,同时优化空气声、传动和悬置效果最好,但真正实施起来很困难。经过对三种方案的回放和评价,只优化空气声这一方案,虽然效果没后两种好,但已达到该车的预期,且实施起来较后两种方案要容易很多。故将选该方案作为实物改进验证方案。

实物改进验证效果

只优化空气声的方案虽然非最佳,但易实施,且效果已达到该车的预期,故选用该方案将进行实车验证。

通过对变速器进行声学包装,来改进变速器左部、底部和顶部的传递贡献,实物改进如下图所示。

改进后实测的车内噪声,与原状态的对比如下图所示,尤其在1kHz以上部分有明显的改善,且实车评价后达到预测。

总结

本案例通过BTPA方法,对EV车的whine noise进行了传递路径分析,实现了:

  • 拟合出了精准的BTPA模型供传递路径分析;
  • 分析出了whine noise的主要贡献路径;
  • 对问题路径进行了虚拟改进,并选择出易实施且能达到预期的改进方案;
  • 实物改进并验证效果达到预期。

• END •

关于海德声科

海德声科(HEAD acoustics China)是全球领先的声学解决方案及声音与振动分析领域供应商HEAD acoustics GmbH在中国设立的子公司。HEAD acoustics凭借其在声学领域的专业性和相关软硬件研发的先驱地位,在NVH、声学和语音音频质量的测量、分析和优化领域广受赞誉。其产品和服务广泛用于汽车、电信,IT设备、办公用品和家电行业的制造商和研究机构,以及在声音环保领域的企业与院所等。返回搜狐,查看更多

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