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车辆制动噪声测试（BNA）系统是汉航（北京）科技有限公司基于汉航NTS.LAB平台研发的综合性测试设备，专门应用于车辆道路试验，核心目标是实现对车辆制动噪声的全方位监测、精准分析与数据记录。该系统通过实时捕捉制动系统工作状态，精确定位噪声来源，为优化制动系统设计、提升车辆性能提供关键数据支撑，对增强车辆驾驶舒适性与行驶安全性具有重要意义。

制动噪声根据频率范围、产生场景及声音特征可分为三类，具体参数如下表所示：

BNA系统可采集的核心数据包括但不限于：制动次数、制动噪声产生次数、各车轮噪声数据、轮端振动情况、刹车片温度、制动管路压力、车辆行驶速度、车辆加减速数据、噪声声压等。其核心优势在于能够：

①   助力制动系统优化：支持系统设计改进与材料升级，精准发现潜在问题，提升制动系统性能与可靠性；

②   服务研发迭代：为后续车型研发、改进提供数据依据，助力产品性能持续提升；

③   改善用户体验：通过降低制动噪声，显著提升车辆驾驶舒适性；

④   全方位监测分析：集成多类传感器与分析模块，实时采集数据并通过匹配算法判断噪声情况，实现制动系统状态的全面把控。

BNA硬件系统由数采系统、核心硬件设备及集成架构三部分组成，具备高精度、高稳定性、抗干扰性强等特点，可满足复杂道路试验环境下的测试需求。

图1  数采系统Hunter系列

汉航Hunter Mobile数采硬件是BNA硬件的核心数据采集单元，技术参数与性能优势突出，具体如下：

à  支持LXI总线级联拓展，支持IEEE 1588 ptp V2精密时钟协议，同步精度可达纳秒级。

à支持多种信号类型的传感器，如IEPE、电压、应变、RTD、热电偶、4~20mA电流、电位计、编码器等，支持对外桥路供电、传感器供电。

à  支持多种测试类型：NVH测试、车辆性能测试等。

à  支持级联拓展，支持IEEE 1588 PTP V2精密时钟协议，同步精度可达纳秒级。

à  支持WIFI通信和组网

à  内置2路北斗/GPS，车辆总线数据互联

à  内置CAN及CAN-FD，内置2通道Flexray，支持2路RS232通信

à  内置大容量存储

à  支持在线/离线数据采集

à  支持交流220V(±15%）或直流12~36V宽压输入以及PoE+供电

à  EN61326-2-1:Class A放射标准（工业抗扰度标准）及EN55011(CISPR 11):Class A（放射标准）防护等级可达IP65

à  工作温度：-40℃~+85℃，工作湿度：5%~95%（无冷凝）

（二）核心硬件设备

BNA系统配备多类专用硬件设备，协同实现数据采集、信号处理与状态监测，具体设备配置如下：

①   主机：系统控制核心，负责数据汇总、指令下发与逻辑运算

②   高分辨率触控屏：提供可视化操作界面，支持参数设置、测试控制与数据预览

③   电荷放大器：对传感器输出的微弱电荷信号进行放大，提升信号精度

④   惯导：采集车辆姿态、行驶方向、加减速等运动状态数据

⑤   压力传感器：监测制动管路压力，实时反馈制动系统压力变化

⑥   热电偶：测量刹车片、刹车盘温度，记录制动过程中的温度波动

⑦   遥测设备：实现无线数据传输，避免有线连接受车辆运动的干扰

⑧   温湿度传感器：记录试验环境温湿度，为数据后续分析提供环境参数参考

图2  BNA系统硬件组成

BNA硬件采用模块化集成设计，通过工装适配箱、网络适配器等组件实现各设备的高效连接与协同工作，集成架构特点如下：

图3  BNA系统架构图

连接逻辑：各传感器（麦克风、加速度计、压力传感器、热电偶等）通过信号线连接至工装适配箱，再经网络适配器接入Hunter数采系统；遥测设备分为发射机与接收机，分别部署在车辆测试端与数据接收端，实现无线数据传输；惯导设备配备独立天线，确保运动数据采集精度。

供电保障：系统中大部分设备的供电都集成在了系统内部，可避免测试过程中由于振动等意外情况引发供电不足的问题导致测试中断，能够保障测试连续性。

信号管理：工装适配箱设多个信号口（信号口1-4），分类管理不同类型传感器信号，降低信号干扰，提升数据采集精度。

图4  BNA系统实测图

BNA软件系统基于汉航NTS.LAB测试平台开发，包含平台基础功能与BNA专用模块，支持从参数设置、实时测试到数据后处理的全流程操作，具备易用性强、数据处理效率高、分析功能全面等优势。

性能与兼容性：基于64位平台开发，显著提升海量数据处理能力；支持高性能数据库存储（SQL、Oracle或国产数据库可选），数据存储无限制且完整性高，保障数据安全。

界面与可视化：采用专业简洁的操作界面，针对多通道、高实时性图形显示进行优化，支持数据实时预览与动态更新；提供3D模型视图，可直观展示车辆与传感器部署位置。

核心能力：具备高精度噪声监测与分析算法，支持多参数协同分析，为制动噪声定位与原因诊断提供算法支撑。

图5  NTS.LAB 测试平台

BNA专用模块分为项目信息、通道设置、示波、制动噪声测试设置、测量、后处理六大功能模块，覆盖测试全流程。具体功能如下：

图6  BNA系统软件模块

核心功能：记录项目基础信息、驾驶员信息与被测试车辆参数，为测试数据溯源与后续分析提供基础依据。

图7  BNA项目信息界面

录入内容包括：项目名称、测试日期、填报人；驾驶员姓名、操作资质；车辆样车编号、整车制造商、车型、底盘号、发动机型号、变速箱型号、驱动形式、轮胎型号、载荷（空载/满载）、轮胎气压、制动器总成参数（制动钳、刹车片、刹车盘、真空助力器、总泵等）、车况与备件状态（车身外观、钥匙、备胎、随车工具等）。

图8  BNA通道设置界面

通道设置界面可对各采集通道的参数进行配置，确保传感器信号精准采集与数据有效性。可对各通道类型（噪声、振动、温度、压力等）、物理量纲（dB(A)、g、℃、bar等）、灵敏度、输入模式（单端/差分）、分组类型、通道标签等进行相关配置。

图9  BNA示波界面

示波界面可预览各通道实时信号，修改采集参数，确保测试前设备与参数配置无误。

信号预览：实时显示各通道时间流信号（如噪声声压、振动量级、温度等），支持多通道同时预览与对比。

参数配置：可设置基础采集参数（采样率、块大小、带宽、频率分辨率、时间分辨率）与高级参数（采样模式、平均类型、平均数、窗函数类型、重叠率等）；支持通道状态监测与运行日志查看。

制动噪声测试设置模块可配置噪声分析相关参数，指定各参数对应的采集通道，为噪声判定与定位提供标准。参数设置包括以下部分：

图10  BNA测量设置界面

分析参数：分析范围（需小于采样率的一半）、频率分辨率、窗口带宽、最大声/振容差、峰值间隔、噪声阈值、DELTA阈值、振动阈值等。

谐振控制：支持勾选“谐振”选项，排除前后轴左轮与右轮谐振干扰；可设置前轴阈值、后轴阈值。

通道匹配：为汽车前进速度、行驶里程、加减速、制动踏板力/位移、真空度、环境温湿度、各车轮制动压力/温度/振动/噪声等参数指定对应采集通道。

工况标记：支持正常行驶、抖动、搜索三种默认工况，可根据测试需求新增或修改工况类型。

图11  BNA实时测量界面

测量模块为实际测试过程中的实时采集模块，测试流程包括：

①   新建班次：输入班次名称与备注，建立测试数据存储单元。

②   启动采集：点击“开始”按钮，系统进入实时采集状态；当制动噪声出现时，自动凸显匹配轮端，并弹出1-10分打分板（未及时打分则自动跳过）。

③   结束测试：测试完成后点击“班次完成”，系统自动存储该班次所有测试数据，支持查看累计班次、累计里程等统计信息。

在测量模块中，提供了三种界面：Basic（基础）、Advanced（高级）、Custom（自定义）三种显示模式，可满足不同测试场景下的信息查看需求。每个界面模式介绍如下：

①   Basic模式：显示核心数据（车速、行驶里程、各车轮噪声频率/声压级/振动量级、制动温度/压力、环境温湿度等），界面简洁直观。

图12  BNA测量界面Basic模式

②   Advanced模式：在Basic模式基础上，增加数据曲线（如时间流信号、频率谱线），支持动态数据分析。

图13  BNA测量界面Advanced模式

③   Custom模式：支持用户自定义显示参数与界面布局，灵活适配个性化测试需求。

图14  BNA测量界面Custom模式

图15  BNA后处理界面

后处理模块是测试数据的“深度分析中心”，支持对所有班次的制动数据进行多维度处理与展示，具体功能包括：

①   数据管理：支持选择班次、导入项目数据，查看基础统计信息（班次数量、总制动次数、噪声次数、累计行驶里程）。

②   数据分析：多维度图表：生成时域图、频谱图、时频谱；支持噪声声压级VS频率、制动车速VS频率、制动压力VS频率、减速度VS频率、温湿度VS频率、盘温曲线、声压级VS减速度、车速VS减速度等关联图表，直观呈现数据关系。

③   重新分析：可修改分析参数（如分析范围、噪声阈值），对历史数据进行重新计算，优化分析结果。

④   结果输出：支持生成标准化测试报告，包含基础信息、关键数据（各轮噪声频率、声压级、振动量级、制动温度/压力/车速）、统计图表等，报告可直接导出用于研发汇报或试验总结。

图16  BNA后处理报表生成

基于汉航NTS.LAB平台的BNA系统，实现了车辆制动噪声测试的全流程覆盖。从噪声数据采集、实时分析判定到后处理报告生成，系统具备高可靠性、高精准度与高易用性，可有效助力车企优化制动系统设计、解决制动噪声问题、提升车辆产品竞争力，为车辆制动性能研发与测试提供关键技术支撑。