[마이크로폰]전기 자동차 도로 소음 테스트 및 측정 방법: 기술과 장비 가이드(Microphone, Automotive, Road, Noise,Electrical Vehicle, Sound Level, 3 octave)

 

목차

 

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1. 도로 소음 테스트 기본 개념

 

도로 소음은 차량 내부에서 가장 불편하게 느껴지는 소음 중 하나로, 전기차의 증가로 인해 더욱 두드러진 문제로 부각되고 있습니다. 이는 엔진 소음이 감소하면서 상대적으로 도로 소음, 공기역학적 소음, 냉난방 장치(HVAC) 소음이 두드러지게 들리기 때문입니다. 도로 소음은 주로 타이어 트레드와 도로 표면의 상호작용에서 발생하며, 이는 구조 전달 소음(차체를 통해 전달되는 소음)과 공기 전달 소음(공기를 통해 전달되는 소음)으로 나뉩니다. 구조 전달 소음은 주로 300Hz 이하의 저주파 대역에서 발생하여 차체를 통해 운전자와 승객에게 전달되는 반면, 공기 전달 소음은 300Hz 이상의 고주파 대역에서 발생하여 주로 공기를 통해 전달됩니다. 타이어 트레드 디자인이나 타이어 측벽의 강성도 이러한 소음의 원인이 되며, 특히 200-250Hz 대역에서 공명음을 발생시켜 소음을 증가시킵니다.

 

 

 

2. 소음 측정 방법

 

차량 소음 검증은 여러 가지 측정 기법을 통해 수행됩니다. 그 중 대표적인 방법으로 음압 레벨(SPL) 분석, 3분할 대역 스펙트럼 및 좁은 대역 스펙트럼 분석, 그리고 전달지수(AI) 측정 등이 있습니다. 음압 레벨 분석은 소음의 크기를 수치화하여 객관적으로 분석하는 방법으로, 차량 속도와 도로 표면 유형에 따라 소음, 진동, 거칠기(NVH) 테스트를 진행할 수 있습니다. 또한 각 대역에서의 소음 특성을 분석하는 3분할 대역 및 좁은 대역 스펙트럼 분석을 통해 특정 주파수에서 발생하는 소음 원인을 파악할 수 있습니다. 마지막으로 전달지수(AI) 측정은 소음이 얼마나 명확하게 전달되는지를 분석하여 소음이 승객에게 미치는 영향을 평가하는 데 사용됩니다.

 

 

 

3. 음향 전달 함수(ATF) 테스트

음향 전달 함수(ATF) 테스트는 타이어 주변과 차량 내부 여러 위치에서 소음이 어떻게 전달되는지를 측정하여 소음 차단 성능을 평가하는 데 사용됩니다. ATF 테스트에는 두 가지 주요 측정 방법이 있으며, 직접 측정법과 상호 측정법이 있습니다. 직접 측정법은 타이어 위치에 소리원을 두고 차량 내부의 마이크로 소음 반응을 측정하는 방식이고, 상호 측정법은 소리원을 차량 내부의 귀 위치에 두고 타이어 위치에서 소음 반응을 측정하는 방식입니다. 이 측정을 통해 차량 휠하우스에서 실내로의 소음 전달 경로를 분석하고, 차음재 개선 여부를 판단할 수 있습니다.

 

 

 

4. 차량 내부 소음 테스트

 

차량 내부에서의 소음 측정은 보통 운전석과 조수석 사이에 마이크를 설치하여 진행됩니다. 또한 외부 마이크나 소음 강도 프로브(intensity probe)를 사용하여 타이어 근처 소음을 측정하며, 임팩트 노이즈 테스트는 특수 테스트 트랙에서 충격음을 측정하여 차량이 충격을 받을 때 발생하는 소음을 평가합니다. 이외에도 차체 구조 테스트는 차체가 소음을 얼마나 잘 흡수하고 전달하는지를 분석하는 테스트로, 충격 해머나 셰이커를 사용하여 자극을 주고 음향 반응을 마이크로 측정합니다.

 

 

 

5. 적합한 마이크 선택

도로 소음 테스트에서는 측정 환경에 맞는 마이크 선택이 중요한 역할을 합니다. 내부 소음 측정을 위해서는 주파수 범위가 11.22kHz 이상인 마이크가 필요하며, ½인치 클래스 1 마이크가 권장됩니다. 외부 소음 측정에는 146AE와 같은 견고한 마이크를 사용하며, 이 마이크는 먼지와 습기가 많은 환경에서도 견딜 수 있도록 설계되었습니다. 정확한 측정을 위해서는 42AG 다기능 음향 교정기를 이용해 주기적으로 마이크 감도를 교정해야 합니다.

 

 

 

6. 문제 해결 및 추가 장비

 

소음의 원인을 정확히 파악하기 위해 다양한 문제 해결 기법과 장비가 사용됩니다. 빔포밍, 근거리 음향 홀로그래피(NAH), 음향 카메라 등을 활용하여 소음의 위치와 크기를 분석하며, 음향 강도 프로브는 소음원이 있는 위치를 파악할 때 특히 유용하고, 소음이 많은 환경에서도 효과적입니다. 147EB와 같은 마이크 세트는 도로 주행 시 외부와 내부 타이어 소음 측정에 최적화되어 있으며, 높은 습도와 물 튀김 등 다양한 환경에서도 견딜 수 있습니다.

 

 

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