技术概述
NVH是噪声、振动与声振粗糙度的英文缩写，是衡量汽车品质的重要指标之一。新能源汽车NVH测试是指针对纯电动汽车、混合动力汽车等新能源车型进行的噪声、振动及声学性能综合评价过程。与传统燃油车相比，新能源汽车的动力系统发生了根本性变化，电机取代了内燃机成为主要动力源，这使得NVH特性呈现出全新的特点与挑战。
在传统燃油车中，发动机的燃烧噪声和机械噪声往往掩盖了其他声源。而新能源汽车在低速行驶时几乎处于静音状态，高速行驶时电机的高频啸叫、减速器的啮合噪声、电控系统的开关频率噪声等问题便凸显出来。此外，由于没有了发动机的背景噪声掩蔽，路噪、风噪、空调系统噪声、辅助电器噪声等变得格外明显。这些变化使得新能源汽车NVH测试面临全新的技术挑战。
新能源汽车NVH测试涵盖了从零部件级别到整车级别的多层级测试体系。测试内容包括电机及其控制器噪声、动力总成振动、传动系统NVH性能、电池包振动噪声、整车行驶噪声、车内声学环境等多个方面。测试标准参照国家强制性标准、行业推荐性标准以及各整车企业的内部标准执行。
从技术发展趋势来看，新能源汽车NVH测试正在向数字化、智能化方向发展。声学照相机、振动测试分析系统、仿真计算软件等先进设备和技术手段的运用，使得测试效率和精度不断提升。同时，随着消费者对驾乘舒适性要求的提高，新能源汽车NVH性能已成为衡量产品竞争力的重要指标。
检测样品
新能源汽车NVH测试的检测样品范围广泛，涵盖了从零部件到整车的多个层级。根据测试目的和测试阶段的不同，检测样品可分为以下几类：
- 驱动电机及电机控制器：作为新能源汽车的核心动力部件，驱动电机及其控制器是NVH测试的重点对象。测试样品包括永磁同步电机、异步感应电机、开关磁阻电机等不同类型，以及配套的逆变器、控制器等电控系统。
- 动力总成系统：包括驱动电机、减速器、传动轴等组成的集成动力总成。该部分测试关注各部件耦合状态下的NVH特性。
- 动力电池包：电池包在工作状态下会产生振动和噪声，同时也会受到道路激励产生响应。测试样品包括三元锂电池包、磷酸铁锂电池包等不同类型。
- 电驱动系统：包括电机、减速器、差速器等集成在一起的电驱动桥系统，需进行台架测试和实车测试。
- 辅助电器系统：包括空调压缩机、电子水泵、电子风扇、真空泵、转向助力电机等辅助电器，这些部件在工作时也会产生噪声和振动。
- 充电系统：车载充电机、DC-DC转换器等充电相关部件在工作时的噪声特性测试。
- 白车身及整车：白车身模态测试、整车行驶状态下的NVH性能测试等。
检测样品的状态要求方面，零部件样品应为符合设计图纸和技术条件要求的产品，样品数量根据测试标准或客户要求确定。整车样品应为完成磨合行驶的新能源汽车，各系统工作状态正常，无异常故障。测试前需对样品进行外观检查和功能确认，确保样品处于可测试状态。
检测项目
新能源汽车NVH测试的检测项目繁多，覆盖了噪声测试、振动测试、声学品质评价等多个维度。具体检测项目如下：
- 驱动电机噪声测试：包括电机空载噪声、负载噪声、不同转速和扭矩工况下的噪声特性测试。重点关注电机电磁噪声、机械噪声、通风噪声的频谱特性。
- 电机振动测试：测量电机壳体、端盖、轴承座等关键位置的振动加速度、振动速度、振动位移等参数，分析振动频谱特征。
- 减速器及传动系统NVH测试：测试减速器在不同档位、不同转速、不同扭矩工况下的噪声和振动特性，分析齿轮啮合频率及其谐波分量。
- 动力总成振动模态测试：通过锤击法或激振器激励法测试动力总成的固有频率、阻尼比、振型等模态参数。
- 动力电池包振动测试：测试电池包在道路激励下的振动响应，评估电池包结构强度和振动耐久性能。
- 整车加速行驶车外噪声测试：按照国家标准进行车辆加速行驶时的车外噪声测量，验证噪声限值符合性。
- 车内噪声测试：测量驾驶员位置、乘员位置的车内噪声声压级、声压频谱，分析主要噪声来源和传递路径。
- 定速行驶噪声测试：测试车辆在不同车速匀速行驶时的车内噪声和车外噪声。
- 怠速状态噪声测试：针对混合动力车型，测试发动机启停状态、纯电行驶状态、混合驱动状态等不同模式下的车内噪声。
- 空调系统噪声测试：测试空调系统不同工作模式下的车内噪声。
- 辅助电器噪声测试：测试电子水泵、电子风扇、真空泵等辅助电器的噪声特性。
- 声品质主观评价：通过专业评审人员对车内声学环境进行主观评价，包括响度、锐度、粗糙度、语音清晰度等指标。
- 声学传递函数测试：测试车身结构对噪声的传递特性，分析噪声传递路径。
检测方法
新能源汽车NVH测试采用多种测试方法相结合的方式，确保测试结果的全面性和准确性。测试方法的选择取决于测试目的、测试对象和测试条件。
台架测试方法主要用于零部件级别的NVH性能评价。驱动电机台架测试在半消声室或全消声室中进行，电机安装在专门的测试台架上，通过测功机施加负载。测试时电机在不同转速和扭矩工况下运行，使用传声器测量电机周围指定位置的噪声声压级，使用加速度传感器测量电机壳体振动。测试过程需记录电机转速、扭矩、功率等工况参数，便于后续分析噪声和振动与工况的对应关系。
减速器台架测试同样在消声室环境中进行，减速器由驱动电机驱动，输出端连接负载装置。测试关注减速器在不同转速、不同扭矩工况下的噪声和振动特性，分析齿轮啮合噪声的频谱特征。通过布置在减速器壳体表面的加速度传感器获取振动数据，通过传声器获取噪声数据。
整车测试方法包括室内测试和道路测试两种形式。室内测试在半消声室底盘测功机上进行，车辆在测功机上模拟不同行驶工况，测量车内噪声和车外噪声。该方法的优势在于测试环境可控，背景噪声低，适合进行精细化的NVH诊断分析。
道路测试在实际道路上或专用试车场进行，测试车辆在不同路面、不同车速、不同驾驶模式下的NVH性能。测试需配备便携式噪声测量设备、振动测量设备、GPS定位设备、车速测量设备等。道路测试更能反映用户实际使用场景下的NVH表现。
整车加速行驶车外噪声测试按照GB 1495等相关标准执行。测试场地应满足声学环境要求，背景噪声应低于被测噪声10dB以上。车辆以规定的挡位和初速度驶入测试区域，全油门加速通过测试区域，在测试区域两侧规定位置布置传声器测量最大噪声声压级。
模态测试方法采用锤击法或激振器激励法，配合加速度传感器测量结构响应，通过模态分析软件计算固有频率、阻尼比、振型等模态参数。该方法用于分析车身、动力总成、电池包等结构的振动特性。
声学传递函数测试采用互易性原理或直接激励法，通过测量激励信号和响应信号，计算结构声学传递函数，分析噪声传递路径和传递特性。
检测仪器
新能源汽车NVH测试需要使用多种专业化的检测仪器设备，确保测试数据的准确性和可靠性。主要检测仪器包括以下几类：
- 传声器：用于测量空气噪声。根据测试需求选择不同规格的传声器，常用规格包括1/2英寸、1/4英寸等。传声器需满足IEC 61672标准对1级声级计的要求。
- 声学分析仪：配合传声器使用，用于噪声信号的采集、分析和记录。分析仪应具备足够的频率范围和动态范围，支持实时频谱分析、阶次分析等功能。
- 加速度传感器：用于测量结构振动。根据测试对象选择不同类型的加速度传感器，包括压电式加速度传感器、压阻式加速度传感器、MEMS加速度传感器等。传感器应具备合适的频率范围、灵敏度、量程等参数。
- 振动分析系统：配合加速度传感器使用，用于振动信号的采集、分析和记录。系统应支持时域分析、频域分析、阶次分析、模态分析等功能。
- 声学照相机：由传声器阵列和摄像头组成，可实时显示噪声源位置和强度分布。适用于快速定位噪声源，进行噪声源识别和诊断分析。
- 动态信号分析仪：用于采集和分析动态信号，支持多通道同步采集，具备频谱分析、阶次分析、传递函数分析等功能。
- 模态分析系统：包括激振器、功率放大器、加速度传感器、力传感器、模态分析软件等，用于结构模态参数测试。
- 底盘测功机：用于整车室内NVH测试。底盘测功机应具备低噪声设计，背景噪声满足测试要求，可模拟不同行驶工况。
- 电机测试台架：用于驱动电机台架测试。台架应具备驱动电机和负载电机，可模拟不同转速和扭矩工况，安装在消声室内。
- 半消声室：用于零部件和整车NVH测试。半消声室的背景噪声应足够低，自由场环境应满足相关标准要求。
- 全消声室：用于特殊声学测试，如声功率测试等。全消声室提供全自由场环境，背景噪声极低。
- 数据采集系统：用于多通道同步数据采集，支持多种传感器信号输入，具备高采样率和存储容量。
- 车速测量设备：用于测量车辆行驶速度，包括GPS测速设备、轮速传感器、光学测速仪等。
- 转速传感器：用于测量电机转速、减速器输入输出轴转速等，常用类型包括光电式转速传感器、磁电式转速传感器、激光转速传感器等。
应用领域
新能源汽车NVH测试在多个领域具有广泛的应用价值，为新能源汽车的研发、生产、质量控制和市场监管提供技术支撑。
在新车型研发阶段，NVH测试是产品开发流程的重要组成部分。通过测试获取的NVH数据为设计优化提供依据，帮助工程师识别和解决NVH问题。测试结果用于验证仿真模型的准确性，支撑NVH性能目标的达成。从零部件选型到整车调校，NVH测试贯穿研发全过程。
在量产车质量控制阶段，NVH测试用于监控产品一致性，确保量产车型的NVH性能符合设计要求。对下线车辆进行抽检或全检，及时发现生产过程中的NVH异常。测试数据为质量追溯和问题分析提供依据。
在零部件供应商管理领域，NVH测试用于评价供应商产品的NVH性能是否满足技术要求。通过测试验证零部件的NVH指标，为供应商选择和质量管控提供技术支持。
在车辆认证检测领域，新能源汽车加速行驶车外噪声测试是强制性检验项目，是车辆公告申报和新车注册登记的必要环节。NVH测试机构出具的检测报告具有法律效力，用于证明车辆符合国家噪声限值标准。
在问题诊断与改进领域，当车辆出现NVH相关投诉时，NVH测试用于定位问题原因，提出改进措施。测试可帮助区分设计问题、制造问题、使用问题等不同类型，为问题解决提供技术依据。
在二手车评估和改装车检测领域，NVH测试可用于评估车辆技术状态，判断是否存在异常噪声或振动问题。对于改装车辆，NVH测试可验证改装后的声学性能变化。
在学术研究和标准制修订领域，NVH测试数据和研究成果为行业技术进步提供支撑。测试实践经验和数据积累为测试标准的制修订提供依据。
常见问题
在新能源汽车NVH测试实践中，客户和技术人员经常会遇到一些典型问题。以下是对常见问题的解答：
问：新能源汽车与传统燃油车的NVH测试有什么区别？
答：新能源汽车与传统燃油车的NVH测试存在显著差异。传统燃油车主要关注发动机噪声、排气噪声、传动系统噪声等，而新能源汽车的动力系统以电机为核心，噪声源特性完全不同。电机的噪声以高频电磁噪声为主，频谱成分与电机转速、极对数、开关频率等相关。传统燃油车低速时发动机噪声较大，而新能源汽车低速行驶时几乎静音，但高速时电机啸叫问题突出。此外，新能源汽车没有了发动机噪声的掩蔽作用，路噪、风噪、电器噪声等问题更加明显。因此，新能源汽车NVH测试需要采用不同的测试方法、测试工况和评价指标。
问：驱动电机噪声的主要来源有哪些？
答：驱动电机噪声主要来源于三个方面：电磁噪声、机械噪声和通风噪声。电磁噪声由电机内部电磁力波激励产生，与电机的设计参数密切相关，包括定子齿槽效应、转子磁场谐波、逆变器载波频率等因素。机械噪声由轴承、转子不平衡、齿轮啮合等机械因素引起。通风噪声由电机内部冷却风扇或转子旋转产生的气流脉动引起。对于永磁同步电机，电磁噪声通常是主要成分，集中在电机基波频率及其谐波频率处。
问：如何评价新能源汽车的车内声品质？
答：车内声品质评价包括客观评价和主观评价两个方面。客观评价通过声学指标进行量化，常用的评价指标包括响度、锐度、粗糙度、语音清晰度、声压级、频谱分布等。响度反映声音的强弱感知，锐度反映声音的高频成分占比，粗糙度反映声音的调制特性，语音清晰度反映车内语言交流的清晰程度。主观评价通过评审人员进行评分，评价维度包括声音的悦耳程度、干扰程度、与车辆定位的匹配程度等。综合客观评价和主观评价结果，对车内声品质进行综合判定。
问：新能源汽车低速行驶时是否需要提示音？
答：是的，根据相关法规要求，纯电动汽车、混合动力汽车在低速行驶时需要发出提示音，以提醒行人注意车辆接近。该提示音需要满足一定的声压级要求和频率范围要求，既要能够起到警示作用，又不能造成噪声扰民。提示音系统的声学性能需要进行测试验证，确保符合法规要求。不同国家和地区对低速提示音的要求有所差异，需要分别进行测试认证。
问：整车NVH测试需要多长时间？
答：整车NVH测试的时间取决于测试项目数量、测试工况复杂程度、测试设备准备情况等因素。一般而言，整车加速行驶车外噪声测试需要1至2天完成。车内噪声测试如果工况较多，可能需要2至3天。如果需要进行全面的NVH诊断分析，包括工况摸索、问题定位、优化验证等环节，测试周期可能需要1至2周甚至更长。具体测试周期需要根据测试需求和测试条件综合确定。
问：NVH测试结果如何判定是否合格？
答：NVH测试结果的判定依据包括国家强制性标准、行业推荐性标准和企业内部标准。整车加速行驶车外噪声测试依据GB 1495标准进行判定，该标准规定了不同类型车辆的车外噪声限值。车内噪声测试目前尚无国家强制性标准，通常参考行业推荐性标准或企业内部标准进行评价。零部件NVH测试依据产品设计规范或技术协议进行判定。测试报告中会注明判定依据和判定结果，供客户参考使用。
问：如何降低新能源汽车的电机噪声？
答：降低电机噪声需要从源头控制、传递路径阻断、响应控制等多个层面综合考虑。源头控制方面，优化电机电磁设计，降低电磁力波幅值，选择合适的极槽配合、绕组形式、气隙长度等参数。优化逆变器控制策略，调整载波频率和调制方式。传递路径控制方面，优化电机壳体结构，提高刚度，避开共振频率。使用隔声罩、阻尼材料等阻断噪声传播。响应控制方面，优化悬置系统设计，降低结构振动传递。在实际应用中，需要综合考虑成本、重量、性能等因素，选择最优的噪声控制方案。
问：NVH测试对测试环境有什么要求？
答：NVH测试对测试环境有严格要求。对于噪声测试，测试场地应满足声学环境要求，背景噪声应低于被测噪声10dB以上，测试区域应避开反射面和噪声干扰源。室内测试通常在消声室或半消声室中进行，消声室需满足自由场条件，截止频率和静区尺寸满足测试要求。对于振动测试，测试环境温度、湿度应在仪器正常工作范围内，避免强电磁干扰。整车道路测试需要选择合适的测试路段，路面平整度、坡度、风速等满足标准要求。测试前需对测试环境进行核查，确保满足测试条件。
问：新能源汽车NVH测试的未来发展趋势是什么？
答：新能源汽车NVH测试的未来发展呈现以下趋势：一是测试技术向数字化、智能化方向发展，声学照相机、人工智能诊断、虚拟测试等新技术的应用日益广泛。二是测试标准体系不断完善，针对新能源汽车特点的测试标准逐步建立。三是测试效率不断提升，自动化测试设备和测试流程的运用减少了测试周期。四是测试与仿真的结合更加紧密，虚实结合的测试模式成为主流。五是声品质评价受到更多重视，从传统的声压级评价向多维度的声品质评价转变。六是测试服务向专业化、市场化方向发展，第三方测试机构的服务能力不断提升。
