《電驅(qū)動總成噪聲品質(zhì)測試評價規(guī)范》編制說明

1、 電驅(qū)動總成噪聲品質(zhì)測試評價規(guī)范編制說明一、工作簡況任務(wù)來源電驅(qū)動總成噪聲品質(zhì)測試評價規(guī)范是由中國汽車工程學(xué)會批準立項，由中國汽車工程研究院股份有限公司承擔、上海汽車集團股份有限公司和華域汽車電動系統(tǒng)有限公司共同參與。本規(guī)范由中國汽車工程學(xué)會提出并歸口，由中國汽車工程研究院股份有限公司牽頭編制。編制背景與目標在汽車電動化進程中，電驅(qū)動總成的噪聲問題日益突出，當前并沒有一套完整的電驅(qū)動總成的噪聲品質(zhì)測試和評價方法。目前，GBT1859-2000往復(fù)式內(nèi)燃機輻射的空氣噪聲測量工程法及簡易法規(guī)范和確立了傳統(tǒng)反復(fù)式內(nèi)燃機的噪聲輻射測試方法，但無針對電驅(qū)動系統(tǒng)的標準規(guī)范，從而使得企業(yè)包括科研機構(gòu)難以對電

2、驅(qū)動系統(tǒng)噪聲品質(zhì)形成橫向?qū)Ρ?，為電?qū)動系統(tǒng)的設(shè)計及開發(fā)以及整車集成均帶來了困難。為了客觀科學(xué)評價新能源汽車的電驅(qū)動總成（包括電機、減速器、電機控制器等，或集成一體的電驅(qū)動裝置）噪聲性能，本課題在開展10款國內(nèi)主要典型電驅(qū)動系統(tǒng)噪聲與聲品質(zhì)的測試評價方法研究基礎(chǔ)上，研究并制定噪聲與聲品質(zhì)的臺架試驗方法，包括評價指標、測試方法數(shù)據(jù)處理方法、試驗儀器設(shè)備與試驗環(huán)境要求，形成噪聲性能測試評價規(guī)范；基于心理聲學(xué)參量的電驅(qū)動總成噪聲主客觀評價相關(guān)性分析，建立基于心理聲學(xué)參量的噪聲品質(zhì)多元線性回歸評價模型，利用上述聲品質(zhì)評價模型對現(xiàn)有數(shù)據(jù)進行評價，形成評價指標建議值。本課題以電驅(qū)動總成噪聲測試評價技術(shù)為基礎(chǔ)

3、，開展電驅(qū)動總成聲品質(zhì)評價的研究，建立電驅(qū)動總成聲品質(zhì)主客觀評價數(shù)據(jù)庫，并最終研發(fā)一套更為精確的電驅(qū)動總成聲品質(zhì)評價系統(tǒng)，對行業(yè)技術(shù)發(fā)展具有較高的研究意義。主要工作過程2019年6月28日，中國汽車工程研究院股份有限公司作為課題承接單位與中國汽車工程學(xué)會簽訂電動汽車共性技術(shù)課題任務(wù)合同書，課題名稱：電驅(qū)動總成噪聲品質(zhì)測試評價規(guī)范。在中國汽車工程學(xué)會組織下，成立了以中國汽車工程研究院股份有限公司、上海汽車集團股份有限公司和華域汽車電動系統(tǒng)有限公司為主要起草單位的編制小組。2019年7月15日組織了課題立項啟動會，成立了規(guī)范編寫工作組。2019年8月19日進行了工作組討論會，圍繞著標準起草過程中發(fā)

4、現(xiàn)的各類技術(shù)難點和問題，共同討論，提出解決方案并最后達成初步共識。2019年9月，工作組前往中國汽車工程研究院股份有限公司所在地，專家參觀現(xiàn)場電驅(qū)動總成NVH試驗臺架，了解試驗流程以及對電驅(qū)動總成實際運行工況的噪聲品質(zhì)現(xiàn)場主觀評價后，對照規(guī)范草稿，主要對不同的被測件形式，應(yīng)該選用不同的測點布置方案進行了探討。特別是提出了與驅(qū)動半軸呈45夾角的4個測點布置方案，以減小測功機與電驅(qū)動總成聯(lián)接位置噪聲的影響。2019年10月舉行第二屆中法NVH國際峰會-暨電驅(qū)動總成噪聲品質(zhì)測試評價規(guī)范學(xué)術(shù)研討會，眾多國內(nèi)外行業(yè)專家共聚一堂，共謀電驅(qū)動總成NVH未來發(fā)展。期間邀請12位領(lǐng)域?qū)＜疫M行主題報告，為各專業(yè)領(lǐng)

5、域提供展示自我、分享經(jīng)驗和成果的交流平臺。同時，舉行閉門標準專家組會議，對汽車NVH中心編制的初稿進行研討和審核，以期本規(guī)程達成一個廣泛行業(yè)共識，形成行業(yè)影響力。從意見征求稿的反饋的專業(yè)意見，圍繞汽車電驅(qū)動總成噪聲振動、測試環(huán)境研究、被試件狀態(tài)研究、測試方法研究、評價體系研究等進行深入的探討和交流。列舉幾個主要修改意見，如下表所示：序號章條編號意見內(nèi)容提出單位處理意見及理由11測試評價方法適用的范圍，除了表面聲壓級，聲功率級這兩個指標,建議增加突出率，本文中也提及了舍弗勒處理意見：采納。處理方法：修改。23.153.21英文翻譯小錯誤；排版格式小失誤博格華納汽車零部件有限公司處理意見：采納。處

6、理方法：修改。34.2.2背景噪音的要求，國內(nèi)主要的檢測機構(gòu)都能滿足？智新科技股份有限公司處理意見：采納。處理方法：具體要看每個試驗臺架空載運行，測量各轉(zhuǎn)速的A計權(quán)噪聲有效值并進行平均，針對不冋的類型被測件有不同的限值。410.110.6規(guī)范題目是聲品質(zhì)測試評價，但是里面測點和分析都是圍繞聲功率展開的，后面第十章提到突出率也沒有明確是用突出率來評價聲品質(zhì)長安新能源汽車科技有限公司處理意見：采納。處理方法：后續(xù)交付物標準編制說明增加電驅(qū)動總成噪聲品質(zhì)評價模型分析說明,以及增加電驅(qū)動總成噪聲等級評定相關(guān)指標。2019年12月，經(jīng)過多輪次的與電機企業(yè)、科研院所、高等院校等反饋意見交流討論后，充分聽取

7、了聯(lián)盟范圍內(nèi)整車企業(yè)及其他機構(gòu)的意見和建議，在修改版的電驅(qū)動總成噪聲品質(zhì)測試評價規(guī)范文本中，增加并修改了相關(guān)內(nèi)容。主要包括：背景噪聲限值應(yīng)參考主流測試臺架運行噪聲（盡可能多的廠家能滿足要求）、樣件安裝隔振要求、控制器噪聲的處理與測試、測試置信度的判斷、噪聲評級等。2020年1月針對電驅(qū)動總成噪聲品質(zhì)等級評定工作，為保證所有運行工況的測定值滿足相應(yīng)等級的限值要求，根據(jù)電驅(qū)動總成100%正向最大扭矩運行工況PR測定值和對應(yīng)工況PR限值，來評定電驅(qū)動總成噪聲品質(zhì)等級。在術(shù)語部分，增加了1級噪聲品質(zhì)電驅(qū)動總成、2級噪聲品質(zhì)電驅(qū)動總成、3級噪聲品質(zhì)電驅(qū)動總成、4級噪聲品質(zhì)電驅(qū)動總成等術(shù)語；在附錄部分增加

8、了電驅(qū)動總成噪聲品質(zhì)評價模型說明，根據(jù)10款國內(nèi)主要典型電驅(qū)動系統(tǒng)噪聲品質(zhì)評價試驗，以PR用于構(gòu)建聲品質(zhì)的單變量客觀評價模型的分析過程。2020年3月工作組結(jié)合實際臺架的測試和評價驗證，對暫定的電驅(qū)動總成噪聲品質(zhì)等級評定對應(yīng)等級的限值進行修正。2020年4月工作組內(nèi)部組織測試評價規(guī)范文本評審，參會人員逐句審查征求意見稿修改版草稿，對于一些細節(jié)問題點進行了討論和分析，如前沿內(nèi)容要體現(xiàn)課題研究意義、部分術(shù)語的定義來源核實、測量儀器部分文字表述不嚴謹、電驅(qū)動總成樣件的安裝隔振要求、如何單獨測試電機控制器噪聲等。重點對附錄C電驅(qū)動總成噪聲品質(zhì)的評價指標及噪聲品質(zhì)等級評定相關(guān)內(nèi)容的表述進行了修改。經(jīng)工作

9、組專家反復(fù)斟酌，統(tǒng)一意見后，形成規(guī)范文本征求意見稿。2020年5月,電驅(qū)動總成噪聲品質(zhì)測試評價評價規(guī)范（征求意見稿）向汽車行業(yè)征求意見。針對收到的反饋意見，標準起草組經(jīng)過認真討論后，對修改意見處理后，形成標準送審稿。二、標準編制原則和主要內(nèi)容2.1標準制定原則（1）按照GB/T1.1標準化工作導(dǎo)則第一部分：標準的結(jié)構(gòu)和編寫規(guī)則的要求和規(guī)定編寫；（2）本標準在編寫過程中參考了GB/T10069.1-2006旋轉(zhuǎn)電機噪聲測定方法及限值第1部分：旋轉(zhuǎn)電機噪聲測定方法標準中的相關(guān)規(guī)定，有針對性的對國內(nèi)及國際電驅(qū)動總成噪聲測試方法進行調(diào)研，根據(jù)電驅(qū)動噪聲品質(zhì)的階次嘯叫特征和主觀評價結(jié)果，并結(jié)合非乘用車電

10、驅(qū)動總成客戶對產(chǎn)品的性能需求，力求制定通用的測試評價方法；（3）注重標準的可操作性，根據(jù)10款國內(nèi)主要典型電驅(qū)動噪聲品質(zhì)評價試驗得出聲品質(zhì)等級評定，充分適應(yīng)我國電驅(qū)動總成現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢。（4）突出與常規(guī)聲品質(zhì)評價指標的不同，以突出率構(gòu)建聲品質(zhì)的單變量客觀評價模型。2.1.1通用性原則本標準適用于能源汽車電驅(qū)動總成及其子系統(tǒng)，包含驅(qū)動電機、電機控制器、變（減）速器、車橋。對于其它具有類似功能的總成和部件，可參照此規(guī)范進行，通用性非常高。2.1.2指導(dǎo)性原則本標準提出的術(shù)語體現(xiàn)了電驅(qū)動總成噪聲的聲品質(zhì)特點，現(xiàn)有國家標準和行業(yè)標準均不涉及電驅(qū)動總成噪聲品質(zhì)測試評價方法，故本標準的發(fā)布，是電驅(qū)動N

11、VH相關(guān)標準體系的有益補充，對電動汽車行業(yè)的發(fā)展意義重大。2.1.3協(xié)調(diào)性原則本標準提出的電驅(qū)動總成噪聲品質(zhì)的測試評價方法與目前使用的標準GB/T10069.1-2006旋轉(zhuǎn)電機噪聲測定方法及限值第1部分：旋轉(zhuǎn)電機噪聲測定方法協(xié)調(diào)統(tǒng)一、互不交叉。2.1.4兼容性原則本標準提出的測試評價方法充分考慮了電驅(qū)動總成產(chǎn)品行業(yè)的特點，同時考慮乘用車及非乘用車電驅(qū)動總成客戶對產(chǎn)品的性能需求，又結(jié)合了行業(yè)的通用要求，具有普遍適用性。2.2標準主要技術(shù)內(nèi)容本標準在編寫過程中參考了GB/T10069.1-2006旋轉(zhuǎn)電機噪聲測定方法及限值第1部分：旋轉(zhuǎn)電機噪聲測定方法標準中的相關(guān)規(guī)定?？紤]了電驅(qū)動總成噪聲的聲品

12、質(zhì)特點，結(jié)合10款國內(nèi)主要典型電驅(qū)動系統(tǒng)噪聲與聲品質(zhì)的測試評價方法研究基礎(chǔ)上，研究并制定噪聲與聲品質(zhì)的臺架試驗方法，包括評價指標、測試方法、數(shù)據(jù)處理方法、試驗儀器設(shè)備與試驗環(huán)境要求，形成噪聲性能測試評價規(guī)范；基于心理聲學(xué)參量的電驅(qū)動總成噪聲主客觀評價相關(guān)性分析，建立基于心理聲學(xué)參量的噪聲品質(zhì)多元線性回歸評價模型，利用上述聲品質(zhì)評價模型對現(xiàn)有數(shù)據(jù)進行評價，形成評價指標建議值。對電驅(qū)動總成噪聲品質(zhì)等級評定做了詳細的規(guī)定。2.3關(guān)鍵技術(shù)問題說明本標準圍繞電驅(qū)動總成噪聲品質(zhì)測試評價規(guī)范，提出了相應(yīng)的臺架試驗方法，概述如下：根據(jù)不同的被測件形式，應(yīng)該選用不同的測點布置方案。對于典型結(jié)構(gòu)：測點布置共使用5

13、個傳聲器，其中1、2、3、4號傳聲器距離被測件測量面1000mm（注：測量面為包含整個聲源的最小假想矩形六面體的外表面），與驅(qū)動半軸呈45夾角，且高度與驅(qū)動半軸高度相同；5號傳聲器位于被測件測量面中心正上方，距離為1000mm。同時，選取心理聲學(xué)中的線性聲壓級、A計權(quán)聲壓級、響度、尖銳度、粗糙度、抖動度、語音清晰度、ECMA-74標準中規(guī)定的Tone-to-noiseratio（TTNR）,ProminenceRatio（PR）這9個參數(shù)作為客觀物理參量，計算每個聲音樣本的客觀物理參量數(shù)值。將計算得到的聲品質(zhì)物理參量依次與主觀評價值進行單一變量的散點分析,并計算相應(yīng)的spearman秩相關(guān)系數(shù)

14、。根據(jù)spearman相關(guān)系數(shù)計算結(jié)果，找到心理聲學(xué)客觀參量中單一或多個與聲品質(zhì)主觀評價結(jié)果間的spearman相關(guān)系數(shù)大于0.8的客觀參量,將其用于構(gòu)建聲品質(zhì)的單/多變量客觀評價模型。標準主要內(nèi)容的論據(jù)根據(jù)10款國內(nèi)主要典型電驅(qū)動系統(tǒng)噪聲品質(zhì)評價試驗,經(jīng)過數(shù)據(jù)檢驗后,在成對比較試驗中,將有效評價結(jié)果進行匯總,得到10個聲音樣本的比較積分。樣本序號12345678910比較積分322346352382209313205201343317對選取的心理聲學(xué)中9個客觀物理參量：線性聲壓級、A計權(quán)聲壓級、響度、尖銳度、粗糙度、抖動度、語音清晰度、ECMA-74標準中規(guī)定的Tone-to-noisera

15、tio(TTNR),ProminenceRatio(PR)，計算每個聲音樣本的客觀物理參量數(shù)值及與評價得分(績效值歸一化)的相關(guān)分析結(jié)果。聲音樣本線性聲壓級A計權(quán)聲壓級響度尖銳度粗糙度抖動度語音清晰度TTNRPR主觀評價得分189.789.566.25.672.520.050511.612.3128.440.663288.188.465.47.522.520.059823.710.6922.210.712388.889.267.67.282.970.054514.68.7822.060.725488.589.465.57.242.910.061410.27.4521.880.785590.58

16、969.97.12.410.054917.610.8435.640.43687.387.161.16.582.550.06249.5616.3325.990.64479189.364.86.112.880.045814.129.530.380.422887.485.650.55.042.70.081313.58.4430.60.413987.588684.472.660.06813.17.2422.70.7051088.989.4566.142.690.04829.687.8627.430.653相關(guān)性0.1150.3650.430.5270.2370.0180.0060.4670.9151關(guān)

17、于電驅(qū)動總成噪聲品質(zhì)等級評定說明如下：為保證所有運行工況的噪聲聲量及聲品質(zhì)測定值滿足相應(yīng)等級的限值要求,根據(jù)電驅(qū)動總成100%正向最大扭矩運行工況的A計權(quán)聲壓級、PR測定值和對應(yīng)工況的A計權(quán)聲壓級、PR限值，來評定電驅(qū)動總成噪聲品質(zhì)等級。按照GB/T8170規(guī)定的修約值比較法判定電驅(qū)動總成噪聲品質(zhì)測定值是否滿足相應(yīng)等級的限值要求。噪聲品質(zhì)等級A計權(quán)聲壓級所在區(qū)域及PR限值說明1級A計權(quán)聲壓級在趨勢線I以下且PRW20聲品質(zhì)滿意，無法清晰分辨出嘯叫2級A計權(quán)聲壓級在趨勢線II以下且PRW23聲品質(zhì)較為滿意，嘯叫不明顯3級A計權(quán)聲壓級在趨勢線III以下且PRW26聲品質(zhì)可接受，嘯叫可察覺4級A計權(quán)

18、聲壓級在趨勢線III以上且PRW29聲品質(zhì)勉強接受，嘯叫明顯5級PR29聲品質(zhì)不可接受-f-:;nf-r其中，A計權(quán)聲壓級趨勢線I、II、III及其公式如下圖所示。標準工作基礎(chǔ)2009年至今，中國汽研承擔了20余項國資委央企電動車聯(lián)盟共性技術(shù)項目，在“十二五”期間，承擔科技部863計劃“典型電動汽車試驗評價與研究”“電動汽車測試評價技術(shù)研究”等課題，在新能源測試評價方面積累了大量的經(jīng)驗，具有40輛國內(nèi)外典型先進產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫，具有高度集成的數(shù)據(jù)同步采集的測試硬件平臺，具有完善的電動汽車測試評價體系和軟硬件配置。在第二期的聯(lián)盟共性技術(shù)課題中，承擔了樣車分析的任務(wù)，在輕量化應(yīng)用、部件特性研究、節(jié)能共性

19、技術(shù)等方面進行了大量的研究。同時，與美國阿崗國家實驗室也展開了在測試評價方面的多次國際合作，在能耗測試評價方面獲得廣泛認可。編寫組主要起草單位中國汽車工程研究院股份有限公司擁有電機及電驅(qū)動總成半消聲室(該半消聲室背景噪聲20dB(A),配有Horiba電機傳動NVH試驗臺和恒溫恒濕環(huán)境控制系統(tǒng)，在硬件設(shè)備充足的基礎(chǔ)上，承接了國內(nèi)大多數(shù)電機及電驅(qū)動產(chǎn)品供應(yīng)商的測試及開發(fā)需求，構(gòu)建了電驅(qū)動總成噪聲客觀測試數(shù)據(jù)庫。同時，公司的噪聲振動和安全技術(shù)國際重點實驗室在聲品質(zhì)評價方面具有完善的技術(shù)開發(fā)流程和方法，結(jié)合多款電動車整車項目已形成了整車嘯叫判定方法一一通過計算駕駛員右耳或車內(nèi)其他成員位置的突出率PR

20、來判斷嘯叫水平，可以較好地指導(dǎo)評判聲品質(zhì)。三、主要試驗（或驗證）情況分析3.1模型的評價與檢驗根據(jù)計算得到的非標準系數(shù)（相應(yīng)的回歸系數(shù)）得到聲品質(zhì)主觀評價的客觀化數(shù)學(xué)模型SR=1.331-0.027PR,其中，SR代表煩躁感覺程度的績效值歸一化得分。根據(jù)公式結(jié)果，電驅(qū)動總成噪聲品質(zhì)與掩蔽率PR存在著確定的負相關(guān)關(guān)系。根據(jù)回歸標準化殘余誤差的直方圖（左圖）和聲品質(zhì)指標的觀測值與模型預(yù)測值累計概率3.2模型的校驗且散點分布基本符合直線趨勢?；谽總?cè)せ瘮[述的詛岡園塵口：主垠譚忻榔外根據(jù)得到聲品質(zhì)主觀評價的客觀化數(shù)學(xué)模型：SR=1.331-0.027PR，隨機選擇與構(gòu)建聲品質(zhì)主觀評價的客觀化數(shù)學(xué)模型的

21、10款電驅(qū)動總成不相關(guān)的另外5組試驗數(shù)據(jù)，代入模型中進行校驗并與主觀評價得分進行對比，通過對比發(fā)現(xiàn)回歸方程計算得分與主觀評價得分水平相當，數(shù)據(jù)校驗誤差在5%左右。校驗聲音樣本線性聲壓級A計權(quán)聲壓級響度尖銳度粗糙度抖動度語音清晰度TTNRPR主觀評價得分回歸方程計算得分數(shù)據(jù)校驗誤差188.188.268.56.282.470.052217.68.8929.360.560.535.36%289.389.166.75.932.890.057812.59.9221.050.720.765.56%390.288.369.87.072.540.054813.110.0122.760.740.714.05%489.988.765.17.252.980.056714.811.3429.890.550.525.45%588.589.467.46.992.930.055122.79.2522.310.680.725.88%四、標準中涉及專利的情況無五、預(yù)期達到的社會效益、對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的作用的情況節(jié)能環(huán)保是當前世界汽車發(fā)展的一大主題，在法規(guī)、碳積分以及禁售燃油車的浪潮下，歐美、日等發(fā)達國家紛紛進行電動汽車技術(shù)研究。在汽車電動化進程中，電驅(qū)動總成的噪聲問題日益凸顯，當前并沒有一套完整的電驅(qū)動總成的噪聲品質(zhì)測試和評價方法。本課題以電驅(qū)動總成噪聲測試評價技術(shù)為基礎(chǔ)