一、BNA 系統(tǒng)概述

車輛制動噪聲測試（BNA）系統(tǒng)是漢航（北京）科技有限公司基于漢航NTS.LAB平臺研發(fā)的綜合性測試設(shè)備，專門應(yīng)用于車輛道路試驗，核心目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)對車輛制動噪聲的全方位監(jiān)測、精準(zhǔn)分析與數(shù)據(jù)記錄。該系統(tǒng)通過實(shí)時捕捉制動系統(tǒng)工作狀態(tài)，精確定位噪聲來源，為優(yōu)化制動系統(tǒng)設(shè)計、提升車輛性能提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)支撐，對增強(qiáng)車輛駕駛舒適性與行駛安全性具有重要意義。

（一）制動噪聲分類及特征

制動噪聲根據(jù)頻率范圍、產(chǎn)生場景及聲音特征可分為三類，具體參數(shù)如下表所示：

（二）系統(tǒng)核心優(yōu)勢與測量數(shù)據(jù)

BNA系統(tǒng)可采集的核心數(shù)據(jù)包括但不限于：制動次數(shù)、制動噪聲產(chǎn)生次數(shù)、各車輪噪聲數(shù)據(jù)、輪端振動情況、剎車片溫度、制動管路壓力、車輛行駛速度、車輛加減速數(shù)據(jù)、噪聲聲壓等。其核心優(yōu)勢在于能夠：

1 助力制動系統(tǒng)優(yōu)化：支持系統(tǒng)設(shè)計改進(jìn)與材料升級，精準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)潛在問題，提升制動系統(tǒng)性能與可靠性；

2 服務(wù)研發(fā)迭代：為后續(xù)車型研發(fā)、改進(jìn)提供數(shù)據(jù)依據(jù)，助力產(chǎn)品性能持續(xù)提升；

3 改善用戶體驗：通過降低制動噪聲，顯著提升車輛駕駛舒適性；

4 全方位監(jiān)測分析：集成多類傳感器與分析模塊，實(shí)時采集數(shù)據(jù)并通過匹配算法判斷噪聲情況，實(shí)現(xiàn)制動系統(tǒng)狀態(tài)的全面把控。

二、BNA硬件系統(tǒng)

BNA硬件系統(tǒng)由數(shù)采系統(tǒng)、核心硬件設(shè)備及集成架構(gòu)三部分組成，具備高精度、高穩(wěn)定性、抗干擾性強(qiáng)等特點(diǎn)，可滿足復(fù)雜道路試驗環(huán)境下的測試需求。

（一）數(shù)采系統(tǒng)——漢航Hunter Mobile系列

圖1 數(shù)采系統(tǒng)Hunter系列

漢航Hunter Mobile數(shù)采硬件是BNA硬件的核心數(shù)據(jù)采集單元，技術(shù)參數(shù)與性能優(yōu)勢突出，具體如下：

? 支持LXI總線級聯(lián)拓展，支持IEEE 1588 ptp V2精密時鐘協(xié)議，同步精度可達(dá)納秒級。

支持多種信號類型的傳感器，如IEPE、電壓、應(yīng)變、RTD、熱電偶、4~20mA電流、電位計、編碼器等，支持對外橋路供電、傳感器供電。

? 支持多種測試類型：NVH測試、車輛性能測試等。

? 支持級聯(lián)拓展，支持IEEE 1588 PTP V2精密時鐘協(xié)議，同步精度可達(dá)納秒級。

? 支持WIFI通信和組網(wǎng)

? 內(nèi)置2路北斗/GPS，車輛總線數(shù)據(jù)互聯(lián)

? 內(nèi)置CAN及CAN-FD，內(nèi)置2通道Flexray，支持2路RS232通信

? 內(nèi)置大容量存儲

? 支持在線/離線數(shù)據(jù)采集

? 支持交流220V(±15%）或直流12~36V寬壓輸入以及PoE+供電

? EN61326-2-1:Class A放射標(biāo)準(zhǔn)（工業(yè)抗擾度標(biāo)準(zhǔn)）及EN55011(CISPR 11):Class A（放射標(biāo)準(zhǔn)）防護(hù)等級可達(dá)IP65

? 工作溫度：-40℃~+85℃，工作濕度：5%~95%（無冷凝）

（二）核心硬件設(shè)備

BNA系統(tǒng)配備多類專用硬件設(shè)備，協(xié)同實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、信號處理與狀態(tài)監(jiān)測，具體設(shè)備配置如下：

1 主機(jī)：系統(tǒng)控制核心，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)匯總、指令下發(fā)與邏輯運(yùn)算

2 高分辨率觸控屏：提供可視化操作界面，支持參數(shù)設(shè)置、測試控制與數(shù)據(jù)預(yù)覽

3 電荷放大器：對傳感器輸出的微弱電荷信號進(jìn)行放大，提升信號精度

4 慣導(dǎo)：采集車輛姿態(tài)、行駛方向、加減速等運(yùn)動狀態(tài)數(shù)據(jù)

5 壓力傳感器：監(jiān)測制動管路壓力，實(shí)時反饋制動系統(tǒng)壓力變化

6 熱電偶：測量剎車片、剎車盤溫度，記錄制動過程中的溫度波動

7 遙測設(shè)備：實(shí)現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸，避免有線連接受車輛運(yùn)動的干擾

8 溫濕度傳感器：記錄試驗環(huán)境溫濕度，為數(shù)據(jù)后續(xù)分析提供環(huán)境參數(shù)參考

圖2 BNA系統(tǒng)硬件組成

（三）硬件集成架構(gòu)

BNA硬件采用模塊化集成設(shè)計，通過工裝適配箱、網(wǎng)絡(luò)適配器等組件實(shí)現(xiàn)各設(shè)備的高效連接與協(xié)同工作，集成架構(gòu)特點(diǎn)如下：

圖3 BNA系統(tǒng)架構(gòu)圖

連接邏輯：各傳感器（麥克風(fēng)、加速度計、壓力傳感器、熱電偶等）通過信號線連接至工裝適配箱，再經(jīng)網(wǎng)絡(luò)適配器接入Hunter數(shù)采系統(tǒng)；遙測設(shè)備分為發(fā)射機(jī)與接收機(jī)，分別部署在車輛測試端與數(shù)據(jù)接收端，實(shí)現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸；慣導(dǎo)設(shè)備配備獨(dú)立天線，確保運(yùn)動數(shù)據(jù)采集精度。

供電保障：系統(tǒng)中大部分設(shè)備的供電都集成在了系統(tǒng)內(nèi)部，可避免測試過程中由于振動等意外情況引發(fā)供電不足的問題導(dǎo)致測試中斷，能夠保障測試連續(xù)性。

信號管理：工裝適配箱設(shè)多個信號口（信號口1-4），分類管理不同類型傳感器信號，降低信號干擾，提升數(shù)據(jù)采集精度。

圖4 BNA系統(tǒng)實(shí)測圖

三、核心軟件模塊功能

BNA軟件系統(tǒng)基于漢航NTS.LAB測試平臺開發(fā)，包含平臺基礎(chǔ)功能與BNA專用模塊，支持從參數(shù)設(shè)置、實(shí)時測試到數(shù)據(jù)后處理的全流程操作，具備易用性強(qiáng)、數(shù)據(jù)處理效率高、分析功能全面等優(yōu)勢。

（一）NTS.LAB測試平臺基礎(chǔ)功能

性能與兼容性：基于64位平臺開發(fā)，顯著提升海量數(shù)據(jù)處理能力；支持高性能數(shù)據(jù)庫存儲（SQL、Oracle或國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫可選），數(shù)據(jù)存儲無限制且完整性高，保障數(shù)據(jù)安全。

界面與可視化：采用專業(yè)簡潔的操作界面，針對多通道、高實(shí)時性圖形顯示進(jìn)行優(yōu)化，支持?jǐn)?shù)據(jù)實(shí)時預(yù)覽與動態(tài)更新；提供3D模型視圖，可直觀展示車輛與傳感器部署位置。

核心能力：具備高精度噪聲監(jiān)測與分析算法，支持多參數(shù)協(xié)同分析，為制動噪聲定位與原因診斷提供算法支撐。

圖5 NTS.LAB 測試平臺

（二）BNA專用模塊功能

BNA專用模塊分為項目信息、通道設(shè)置、示波、制動噪聲測試設(shè)置、測量、后處理六大功能模塊，覆蓋測試全流程。具體功能如下：

圖6 BNA系統(tǒng)軟件模塊

1. 項目信息模塊

核心功能：記錄項目基礎(chǔ)信息、駕駛員信息與被測試車輛參數(shù)，為測試數(shù)據(jù)溯源與后續(xù)分析提供基礎(chǔ)依據(jù)。

圖7 BNA項目信息界面

錄入內(nèi)容包括：項目名稱、測試日期、填報人；駕駛員姓名、操作資質(zhì)；車輛樣車編號、整車制造商、車型、底盤號、發(fā)動機(jī)型號、變速箱型號、驅(qū)動形式、輪胎型號、載荷（空載/滿載）、輪胎氣壓、制動器總成參數(shù)（制動鉗、剎車片、剎車盤、真空助力器、總泵等）、車況與備件狀態(tài)（車身外觀、鑰匙、備胎、隨車工具等）。

2. 通道設(shè)置模塊

圖8 BNA通道設(shè)置界面

通道設(shè)置界面可對各采集通道的參數(shù)進(jìn)行配置，確保傳感器信號精準(zhǔn)采集與數(shù)據(jù)有效性。可對各通道類型（噪聲、振動、溫度、壓力等）、物理量綱（dB(A)、g、℃、bar等）、靈敏度、輸入模式（單端/差分）、分組類型、通道標(biāo)簽等進(jìn)行相關(guān)配置。

3. 示波模塊

圖9 BNA示波界面

示波界面可預(yù)覽各通道實(shí)時信號，修改采集參數(shù)，確保測試前設(shè)備與參數(shù)配置無誤。

信號預(yù)覽：實(shí)時顯示各通道時間流信號（如噪聲聲壓、振動量級、溫度等），支持多通道同時預(yù)覽與對比。

參數(shù)配置：可設(shè)置基礎(chǔ)采集參數(shù)（采樣率、塊大小、帶寬、頻率分辨率、時間分辨率）與高級參數(shù)（采樣模式、平均類型、平均數(shù)、窗函數(shù)類型、重疊率等）；支持通道狀態(tài)監(jiān)測與運(yùn)行日志查看。

4. 制動噪聲測試設(shè)置模塊

制動噪聲測試設(shè)置模塊可配置噪聲分析相關(guān)參數(shù)，指定各參數(shù)對應(yīng)的采集通道，為噪聲判定與定位提供標(biāo)準(zhǔn)。參數(shù)設(shè)置包括以下部分：

圖10 BNA測量設(shè)置界面

分析參數(shù)：分析范圍（需小于采樣率的一半）、頻率分辨率、窗口帶寬、最大聲/振容差、峰值間隔、噪聲閾值、DELTA閾值、振動閾值等。

諧振控制：支持勾選“諧振”選項，排除前后軸左輪與右輪諧振干擾；可設(shè)置前軸閾值、后軸閾值。

通道匹配：為汽車前進(jìn)速度、行駛里程、加減速、制動踏板力/位移、真空度、環(huán)境溫濕度、各車輪制動壓力/溫度/振動/噪聲等參數(shù)指定對應(yīng)采集通道。

工況標(biāo)記：支持正常行駛、抖動、搜索三種默認(rèn)工況，可根據(jù)測試需求新增或修改工況類型。

5. 測量模塊

圖11 BNA實(shí)時測量界面

測量模塊為實(shí)際測試過程中的實(shí)時采集模塊，測試流程包括：

1 新建班次：輸入班次名稱與備注，建立測試數(shù)據(jù)存儲單元。

2 啟動采集：點(diǎn)擊“開始”按鈕，系統(tǒng)進(jìn)入實(shí)時采集狀態(tài)；當(dāng)制動噪聲出現(xiàn)時，自動凸顯匹配輪端，并彈出1-10分打分板（未及時打分則自動跳過）。

3 結(jié)束測試：測試完成后點(diǎn)擊“班次完成”，系統(tǒng)自動存儲該班次所有測試數(shù)據(jù)，支持查看累計班次、累計里程等統(tǒng)計信息。

在測量模塊中，提供了三種界面：Basic（基礎(chǔ)）、Advanced（高級）、Custom（自定義）三種顯示模式，可滿足不同測試場景下的信息查看需求。每個界面模式介紹如下：

1 Basic模式：顯示核心數(shù)據(jù)（車速、行駛里程、各車輪噪聲頻率/聲壓級/振動量級、制動溫度/壓力、環(huán)境溫濕度等），界面簡潔直觀。

圖12 BNA測量界面Basic模式

2 Advanced模式：在Basic模式基礎(chǔ)上，增加數(shù)據(jù)曲線（如時間流信號、頻率譜線），支持動態(tài)數(shù)據(jù)分析。

圖13 BNA測量界面Advanced模式

3 Custom模式：支持用戶自定義顯示參數(shù)與界面布局，靈活適配個性化測試需求。

圖14 BNA測量界面Custom模式

6. 后處理模塊

圖15 BNA后處理界面

后處理模塊是測試數(shù)據(jù)的“深度分析中心”，支持對所有班次的制動數(shù)據(jù)進(jìn)行多維度處理與展示，具體功能包括：

1 數(shù)據(jù)管理：支持選擇班次、導(dǎo)入項目數(shù)據(jù)，查看基礎(chǔ)統(tǒng)計信息（班次數(shù)量、總制動次數(shù)、噪聲次數(shù)、累計行駛里程）。

2 數(shù)據(jù)分析：多維度圖表：生成時域圖、頻譜圖、時頻譜；支持噪聲聲壓級VS頻率、制動車速VS頻率、制動壓力VS頻率、減速度VS頻率、溫濕度VS頻率、盤溫曲線、聲壓級VS減速度、車速VS減速度等關(guān)聯(lián)圖表，直觀呈現(xiàn)數(shù)據(jù)關(guān)系。

3 重新分析：可修改分析參數(shù)（如分析范圍、噪聲閾值），對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行重新計算，優(yōu)化分析結(jié)果。

4 結(jié)果輸出：支持生成標(biāo)準(zhǔn)化測試報告，包含基礎(chǔ)信息、關(guān)鍵數(shù)據(jù)（各輪噪聲頻率、聲壓級、振動量級、制動溫度/壓力/車速）、統(tǒng)計圖表等，報告可直接導(dǎo)出用于研發(fā)匯報或試驗總結(jié)。

圖16 BNA后處理報表生成

四、總結(jié)

基于漢航NTS.LAB平臺的BNA系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了車輛制動噪聲測試的全流程覆蓋。從噪聲數(shù)據(jù)采集、實(shí)時分析判定到后處理報告生成，系統(tǒng)具備高可靠性、高精準(zhǔn)度與高易用性，可有效助力車企優(yōu)化制動系統(tǒng)設(shè)計、解決制動噪聲問題、提升車輛產(chǎn)品競爭力，為車輛制動性能研發(fā)與測試提供關(guān)鍵技術(shù)支撐。