Only the wind howls
Only your cell phone buzzes
E-Drives
Only your heart beats
电动汽车的声音：电驱动的声音应该是什么样的？
如果电动汽车加速时你只感到心怦怦直跳，如果电动自行车骑起来就像清晨的森林一样寂静，如果电动船能还湖水安宁，那么电机制造商在声音设计方面就做得相当出色。毕竟，没有什么比恼人的振动、啸叫声或轰鸣声更烦人的了，它们本不应该出现。
汽油车通常伴随着发动机加速的咆哮声和排气的轰鸣声，这会让人感到兴奋。然而，电动车不仅降低了个人出行的碳排放，还改变了驾驶的情感体验，因为电动汽车运行相对安静，并且动力仍然充沛。当然，电动自行车、其它的电动交通工具和设备亦是如此。
这正是问题所在：在最理想的情况下，电驱总成，无论是直流电机还是同步/异步交流电机，都不会产生任何起到掩蔽作用的“背景噪声”，因此我们会突然听到来自四面八方的声音：风噪、胎噪、车身或车身附件的异响等。
电机自身也会产生噪声，而且噪声频率通常在使乘客感到不舒服的频段，例如逆变器的开关频率和电机的电磁感应振动。这些声音会让人烦躁。
电动汽车及动力总成的革新，也提高了大家在家用电器和智能家居领域小电机开发中对振动声学的重视程度。这就是为什么我们在谈论电驱动时，总是会想到这些用例。本文选择了电动自行车这么一个贴近生活并易于理解的案例。
电驱动的声音听起来应该是什么样的？
理想情况下，电驱动的声音听起来应该很悦耳。感知到的声品质很大程度上取决于心理预期和实际声音的匹配程度——匹配程度决定了用户对电动汽车、电动自行车或在使用智能家居和家用电器时对声音或者噪音的预期。因此，任何制造电驱动或将其集成到产品中的工程师都必须确保电驱动的声品质感受与用户的期望相符。然而，行业中几乎没有既定的标准期望。没有可靠的预期目标，也就无法开发符合用户预期的产品声品质。
在评估电动汽车、电动自行车和其他电气设备的声品质时，我们应该满足怎样的客户预期？可以使用哪些声品质指标？随着时间的推移，是否有可能跳出惯性思维，为产品设定被客户逐渐接纳的声品质标准？
为了给出靠谱的回答，我们必须对相应的电驱动进行测试和实验，并征询不同人的意见。结构分析和HEAD Visor等技术可以帮助我们识别和定位噪声问题的根源，后续会进行详细介绍。
电机声音和心理声学
几乎每个人都使用过电动牙刷、电动门窗或电动剃须刀，驾驶过电动汽车或骑过电动自行车，都会有意无意注意到它们发出的声音，并且对声音的印象会显著影响以后的购买决定。了解心理声学的都知道，决定整体印象的不仅仅是声压级的大小，声音信号的时间结构和频率的分布都会对听觉感知有显著影响，特别是具有特定可听频率的音调成分会严重影响听感。但是，正如前文所提，电驱动发出这种音调成分的频率极高。
无论是对于电动自行车还是电动百叶窗等产品，声学工程师只有了解主观感受和客观测量指标之间的关系才能发现问题并可持续地改善产品的声品质。
情景模式、部署区域和指标
为了使这层关系变得切实可用，HEAD acoustics 开发了一种方法来记录具体的使用情景模式并将它们收集到数据库中。这些情景模式可用于为产品的各个应用领域定义相关的运行工况。
这种方法使测试更有意义，大大简化了整个流程，因为它最大限度地减少了自由度——只测试某些相关的工况。与漫无目的地测量所有可能的工况不同，使用HEAD acoustics的情景模式进行高效测试，可以与竞争对手的产品进行真正有意义的对标。如果HEAD acoustics的数据库中不存在适用于产品的情景模式，我们将会进行有针对性的定义开发。通过这种方式，我们高效地支持客户进一步优化产品的声学性能，尤其关注某些高度相关的运行工况。
独特的专业工具，适用于各种应用场景
应用场景各有不同，需要使用特别优化的工具和软件才能在每种应用场景中进行有效的测量并获得精确的结果。例如，对于汽车车厢内听觉相关的精准声学测试，人工头必不可少，但它却不适用于电动自行车的户外测试。取而代之的是HEAD acoustics专为便携应用而开发的包含防风罩的移动式头戴双耳耳机，电动自行车测试中骑手可以佩戴该耳机进行声学测试。麦克风风罩可以有效地降低风噪声的影响，保证测量到的声音信号只包含自行车及其电驱动所产生的声音。
移动测量，不设边界
电动自行车测试同样对数据采集前端有特殊的要求。例如SQobold和SQuadriga III 这类手持式独立数据采集前端，无需连接到 PC ，也不需要额外的供电装置即可支持多种传感器测量。配合GPS 接收器可以记录速度和轨迹，配合摄像头可以记录骑行的视频，双耳耳机录制的声音可以与视频同步回放，还原骑行场景。
手持式独立数据采集前端结合带有防风罩的双耳耳机能够记录下实际的应用场景下，确保测量的真实性和有效性。
试验台架上的多通道和高分辨率测量
在台架测试中，我们希望能够连接尽可能多的传感器。理想的选择是模块化数据采集前端系统HEADlab，它具有数百个通道，适用于所有标准传感器各种信号的采集和存储。与ArtemiS SUITE结合使用，一键即可方便快速地进行数据采集和计算。
HEAD VISOR 声学照相机
有时候要找出某个噪声源或某个频率声源的位置并不容易，必须需要知道噪声在什么位置，由什么部件产生的，我们才有机会消除它们。HEAD VISOR 声学相机提供了一种便捷的声源定位方法，可以将噪声源的所在位置确定到毫米。使用声学相机，我们甚至可以定位最微弱的声源。
结构动力学分析
声音在结构中的传播路径以及在声学上的表现方式可以通过研究结构的固有频率特性来确定。确定了结构的固有特性之后，可以有针对性地优化产品的振动。更重要的是：通过了解结构特性，甚至可以有针对性地引入振动。HEAD acoustics提供的ArtemiS SUITE结构分析模块和工具功能强大，用户界面友好，可以让您直观地了解激励和响应之间的复杂关系。
结论
HEAD acoustics的客户可以准确、方便地测量和评估电驱动系统的声音。无论是电动汽车、家用电器还是电动自行车，我们在开发电驱动声音方面的经验、专业知识和综合解决方案都可帮助客户了解其产品的结构动力学特性。凭借这些知识和便携式、模块化且灵活的工具产品，我们可以改善产品的振动声学性能，进而提高产品的用户体验。
