随着电动汽车和混合动力汽车市场需求的不断增长，人们对车内噪声水平提出了新的要求。电动汽车传动系统与传统的内燃机传动系统的声辐射特性明显不同。德国卡尔斯鲁厄理工大学（KIT）的产品工程学院（IPEK）对此做了深入研究。
驾驶舒适性是我们购车时重点考量因素之一。声音特性，尤其是电动传动系统的车辆的声音特性尤为重要，因为不同于传统内燃机汽车，其噪声无法被内燃机的运行声音所掩盖(图1)。
解决电动汽车内部噪声问题所面临的一个挑战是缺乏确定噪声来源及其传导机制的方法和经验。另一个问题是，在电动和混合动力驱动系统中，由于电机和传动系统的特殊结构特征，内部噪声的高阶和纯音成分变得更明显，需要在开发过程中加以解决。
电动机的另一个不同之处是其转速范围比内燃机要高得多。因此，电动机运行时引起的激励通常具有更高的阶数，也即更高的频率(图2)。
由于这些冲突，需要对每款车的电动机进行重新评估和检查(图3)。
为了评价电动汽车车内噪声的声学质量，分析电动机在20Hz~16kHz范围内发出的声功率至关重要。这样，结合经由车身结构传递到车内的结构噪声，有可能估计出传动系统噪声对车内噪声的贡献量。
根据机械-声学基本方程，声音辐射功率与垂直于辐射表面的振动速度的平方直接相关。因此，在辐射系数恒定的假设下，传动系统或单个部件的声辐射可以通过测量其表面振动速度来进行估算和验证。根据表面速度来定义极限值有诸多优点：
首先，无需静音室，可以在测试台上重复进行高可靠性表面速度测量。其次，还能计算出单个子表面对总噪声的贡献量，从而能够分析结构层面上的激励和声路径。
PSV-500-3D三维扫描式激光测振仪采用激光多普勒原理，非接触式高分辨率获取被测结构的表面速度，该系统尤其适用于电动驱动系统测试，因为与传统驱动系统相比，电机传动的激励频率更高。
作为研究项目的一部分，德国卡尔斯鲁厄理工大学（KIT）的产品工程学院（IPEK）在一个静音传动系统测试中心进行了声学测量，以研究电动机的声学特性。
除了获取和分析电气、机械和声学等物理量外，我们还使用3D扫描式激光测振仪测量了传动系统在关键工作点上的表面速度，重点关注电动马达和齿轮机构。
测量结果显示，表面速度与远场声压成正比。在研究过程中，根据局部高分辨率的表面速度我们发现，电动机产生的结构噪声主要由啮合齿轮发出。
IPEK负责人Albert Albers教授总结道：
在产品研发过程中，在每个研发阶段对技术系统的验证是产品开发的重中之重。为此，IPEK正在开发X-In-Loop框架(XiL)，这是一种通用性强并且兼顾各研发阶段的技术验证系统，重点是车辆驱动系统的开发。
作为更深入分析的一部分，可以进一步抑制结构振动的激励和传递机制，从而可以进行更有针对性的零部件级别的检测。
IPEK的研究证明，表面速度分布与远场测量的声压有很强的关联性。使用Polytec非接触式高分辨率激光多普勒测振仪，可轻松获取高激励频率下带啮合齿轮的电驱动系统的特征。
对测量室的声学特性无特殊要求，该振动测量技术帮助IPEK轻松获得产品的声学特性。
