車用驅動電機聲學舒適性的評價方法

1、車用驅動電機聲學舒適性的評價方法車用驅動電機聲學舒適性的評價方法電動汽車以驅動電機替代或局部替代燃油發(fā)動機作為動力源，其車內噪聲的主要來源也勢必追溯到驅動電機。較之一般工業(yè)用電機，車用驅動電機具有大電流、高磁密、調速范圍寬、工況復雜和采用變頻調速等技術特點，從而使其存在較大噪聲的可能性增加1-3。在車用驅動電機的噪聲組成中，電磁噪聲往往占據(jù)主導，一般具有特定的諧次，并主要由單頻或較少頻率成分構成，其主觀感受是一種刺耳的嘯叫聲，即使是在聲壓級較低的情況下也會造成車內乘員較為強烈的不適感。因此，對驅動電機的噪聲治理已成為電動汽車研發(fā)中必須面對的關鍵問題之一，其目的定位于改善車內聲學環(huán)境，使乘員獲得

2、較為滿意的舒適感。而對驅動電機聲學舒適性的科學、正確的評價那么是解決問題的根底和前提。本質上，這種評價當屬聲音品質評價的范疇，評價的主體是人，即意味著需要綜合考慮人體心理反響機制和噪聲感知特性。顯然，沒有任何測試儀器能替代人體自身對論文聯(lián)盟 :/聲學舒適性或不舒適性的感受與反映。在現(xiàn)階段的研究與理論中，也往往以評審團評分為根底進展聲音品質的主觀評價4，并借助心理聲學的假設干客觀指標參數(shù)如響度、鋒利度、粗糙度和抖動度等實現(xiàn)聲音品質的客觀描繪5。事實上，此類評價方法業(yè)已成功應用于一些特定領域的聲音品質評價4-7，其關鍵在于評價方法的正確建立。一般而言，不同領域所面向的評價對象各有不同，其評價方法也

3、具有各自的特點，因此必須詳細問題詳細分析，各自進展專門研究。這里即以純電動汽車的驅動電機噪聲為評價對象，立足人體舒適性/不舒適性的主觀感受，研究并確立與其相應的聲學舒適性評價方法。1噪聲信號采集與測試樣本生成選取某型純電動公交客車為對象車型，其長度12，座位數(shù)33個，采用交流感應驅動電機yvf250l-4中置后驅。使用比利時ls公司sadasbile多通道數(shù)據(jù)采集前端，配用丹麥gras公司ip型聲壓傳感器頻響范圍3.1520khz，在車輛030k/h急加速，并保持30k/h勻速行駛，最后減速至停車的工況下，同步采集驅動電機前、后兩側各自相距約150處的噪聲信號，時長25s，如圖1所示?？梢娗啊?/p>

4、后兩側信號規(guī)律根本一致前側偏強，總體上由2000hz的倍頻分布主導。其中，在急加速階段出現(xiàn)了明確的電磁噪聲形態(tài)；進入勻速階段后電磁噪聲成分大大衰減；此后進入減速階段，在噪聲總體程度降低的趨勢下，低頻成分衰減相對緩慢。上述噪聲信號的采集位置緊鄰電機本身，而實際作用于人體的只能是傳遞至車內的噪聲信號。噪聲在傳遞中被車體衰減，車內噪聲控制在很大程度上就在于合理設計車體構造及其材質以獲得理想的噪聲衰減才能。假設這種衰減對于各個頻率成分是一致的實際情況并非如此簡單，根據(jù)人耳對聲壓級的辨識才能分析，這里使用信號處理軟件按照3db的級差逐級衰減前、后側噪聲信號的聲壓級，包括原始信號在內，生成一組具有21個信

5、號元素的噪聲樣本序列用于人體主觀感受的聲學舒適性/不舒適性測試，如圖2所示。其中，原始信號的樣本序號為0，樣本聲壓級隨序號的增長而降低。2聲學舒適性/不舒適性的主觀感受測試使用音頻編輯軟件將同一序號下的前、后兩側噪聲信號合成為立體聲，以此來模擬人耳的聽覺感受。為保證真實地回放噪聲信號，使用了ls提供的高保真聲卡和監(jiān)聽耳機。并為排除外界因素干擾，主觀感受測試在安靜的聽音室內進展。2.1主觀感受的表達與量化主觀感受因人而異，即帶有濃重的個性化色彩這正是個性化設計的出發(fā)點，表達了nvhnise，vibratinharshness技術的獨特魅力。這里，對主觀感受的正確表達成為首先需要解決的問題。語言是

6、人類表達內心感受的重要工具，文字是記錄語言的符號。對于聲學舒適性與不舒適性也不例外，最直接、最有效的表達方式仍然是使用語言文字來表達。為盡量減少語言文字使用中的隨意性、分散性以防止理解上的歧義，在充分調研、論證的根底上，整理出一系列描繪符用以增強對主觀感受描繪的標準性，如表1所示。另一方面，為可以施行定量分析，這里采用百分制評分方式將聲學舒適性/不舒適性的主觀感受加以量化。并為在不同應試人員的評分之間形成一定可比性，舒適性的0分標準以及不舒適性的100分標準均定位于樣本序號為0的原始信號。2.2測試過程應試人員20名，由西南交通大學汽車工程研究所的研究生中選取，年齡在2030周歲之間，均為男性

7、。測試時，每位應試人員單獨進入聽音室，并規(guī)定互相之間不得進展交流。測試過程如下：1向應試人員說明對象車型技術特征及噪聲信號采集過程結合測試現(xiàn)場錄像； :/2舒適性評價播放樣本0，聽音、描繪、評分為0；3舒適性評價先播放樣本0，再播放樣本nn=1，2，3，20，成比照擬聽音，并對樣本n進展描繪、評分，依次完成全部樣本的處理；4舒適性評價必要時，選擇播放樣本n聽音，對其描繪與評分結果再做調整；5不舒適性評價播放樣本0，聽音、描繪、評分為100；6不舒適性評價先播放樣本0，再播放樣本nn=1，2，3，20，成比照擬聽音，并對樣本n進展描繪、評分，依次完成全部樣本的處理；7不舒適性評價必要時，選擇播放

8、樣本n聽音，對其描繪與評分結果再做調整；上述過程中的每一步驟均允許反復執(zhí)行，直至應試人員確認為止。2.3測試結果及分析測試完畢后，對每位應試人員的描繪、評分結果加以匯總，如表2所示。表中，評分為10名應試人員各自評分的算術平均值。描繪所列出的那么是出現(xiàn)頻次排名前3位的描繪符，如出現(xiàn)排名缺乏那么以標示缺乏位意味著主觀感受相對集中，如至前4位的頻次仍然一樣，那么以標示前3位意味著主觀感受較為分散事實上未出現(xiàn)這種情況。分別以不舒適性、舒適性為縱、橫軸建立坐標系，以上述聲學舒適性/不舒適性的評分為坐標值，標出各個噪聲樣本的位置，如圖3所示?？傮w上，隨著不舒適性的增加，舒適性將會降低。而隨著不舒適性的降

9、低，人體或可感知到舒適性的存在。但必須注意到，較低的不舒適性不一定意味著較高的舒適性，反之亦然?？梢?，人體主觀感受的聲學舒適性與不舒適性之間既非完全獨立，也非簡單的線性關系，這與lijianzhang等人針對人體坐姿舒適性與不舒適性關系的研究結果有著一定的相似但又不完全一致8。3評價方法確實立相應于舒適的感受，由表2和圖3出發(fā)，可提取出舒適性評分較高且不舒適性評分相對較低的噪聲樣本，它們的聲壓級不一定很低，但要求對其主觀感受的描繪必須是積極的和非負面的，并要求盡量相對集中。據(jù)此要求并為直觀起見，這里以舒適性評分80且不舒適性評分20為準那么，在圖3中劃定出一個舒適區(qū)，進而將其復原成信號曲線形態(tài)列于圖4中。再根據(jù)圖2中噪聲樣本分布區(qū)域的聲壓級大小以及對其舒適性與不舒適性的主觀感受描繪，進一步在圖4中標示出吵鬧區(qū)。由此，圖4最終即成為一種車用驅動電機聲學舒適性的評價方法。4結論1人體主觀感受的聲學舒適性與不舒適性之間既非完全獨立，也非簡單的線性關系。較低的不舒適性不一定意味著較高的舒適性，反之亦然。2基于聲學舒適性與不舒適性之間的互相關系