電動汽車AVAS系統(tǒng)ECE法規(guī)分析與應(yīng)用

閆明亮，高粹勤

（江淮汽車國際公司海外汽車研究所，安徽 合肥 230601）

前言

歐洲經(jīng)濟(jì)委員會（ECE）在2016年10月05日頒布了138號法規(guī)，對 AVAS系統(tǒng)制定了具體的技術(shù)要求。美國FMVSS 141規(guī)定了車輛啟動且停止、加速和減速、勻速和倒車四種工況的最小聲壓級等要求。FMVSS 141標(biāo)準(zhǔn)被FMVSS 571和 585取代，并將于2018年9月1日起對所有新車強(qiáng)制實(shí)施。日本國土交通?。∕LIT)基于研究成果發(fā)布了車輛提示音系統(tǒng)技術(shù)指導(dǎo)方針，明確了發(fā)出提示音的車輛適用范圍、車速范圍聲音特性等要求。

我國國家標(biāo)準(zhǔn)委于 2013年下達(dá)了電動汽車低速提示音標(biāo)準(zhǔn)制定計劃，于2016年12月完成征求意見稿的收集，尚未正式發(fā)布。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了提示音的聲級限值、頻率要求、聲音類型等。

1 法規(guī)適用車型及定義

1.1 適用車型

AVAS只適用于在電動模式下行駛的M類乘用車和N類商用電動汽車。

電動汽車主要指純電動、混合動力和燃料電池汽車，而且這些汽車的電動模式下至少有一個前進(jìn)檔工和倒車檔。該系統(tǒng)適用于M類和N類車，不適用于L類和O類。不適用于O類，是因為O類車沒有動力輸出裝置，不適用于L類是ECE經(jīng)過仔細(xì)的研究和最終討論后，認(rèn)為尚沒有必要。值得注意的是，美國 FMVSS標(biāo)準(zhǔn)適用于總重 1000磅也就是4536kg以下的所有車輛含L類車，而我國標(biāo)準(zhǔn)只適用于M1類車和 N1類的電動汽車，適用范圍更窄。此類適用范圍不同的原因是基于各自研究分析的結(jié)果和本國的國情決定的。

1.2 法規(guī)定義

1）AVAS：指車輛提示音系統(tǒng)，是一組零部件組成可以完全滿足法規(guī)要求的系統(tǒng)。通俗的說是當(dāng)電動汽車低于一定車速行駛時，會自動發(fā)出一種聲音以有效傳遞信息給道路其他使用者的系統(tǒng)。其硬件主要包括喇叭、控制器和ECU。

2）頻移：指電動汽車的低速提示音頻率隨著車速變化而變化，符號為del f，其公式為：

其中：

fspeed是規(guī)定車速下的提示音頻率；

fref是參考車速5 Km/h或者最低試驗車速記錄下的提示音頻率；

Vtest是對應(yīng)fspeed頻率的實(shí)際車速或模擬車速；

Vref是對應(yīng)fref頻率的實(shí)際車速或模擬車速。

2 技術(shù)要求

2.1 測試車速范圍

法規(guī)規(guī)定AVAS提示音工作系統(tǒng)的工作車速范圍為大于0km/h小于等于20km/h。當(dāng)車輛靜止且驅(qū)動系統(tǒng)處于可行駛模式時，提示音系統(tǒng)可發(fā)出聲音。之所以，AVAS提示音系統(tǒng)工作車速范圍處在低速階段，主要以下原因：

1）車輛在低速行駛時，發(fā)動機(jī)為主要噪音源

傳統(tǒng)汽車與電動汽車的主要區(qū)別為動力傳動系統(tǒng)不同，通過實(shí)際的樣車噪音測量可以得出，車速在 0～20km/h時，傳統(tǒng)車輛車外通過噪音的主要來源是發(fā)動機(jī)；車速超過25km/h時，車外通過噪音的主要來源是輪胎噪音，如圖1。

圖1 日本某車型車外噪音與車速關(guān)系

圖2 傳統(tǒng)汽車與電動汽車 噪音水平對比

車輛在低速行駛時，傳統(tǒng)汽車車外噪音大大高于電動汽車車外噪音。在相同背景噪音條件下，對相同級別車輛的車外噪音進(jìn)行測定，結(jié)果如圖 2。傳統(tǒng)汽車大于電動汽車的通過噪音主要的車速范圍在0～20 km/h，在車速高于20km/h時，兩者差值較小且變化趨勢基本相同，很容易被道路其他使用車察覺。

2.2 技術(shù)要求分析

2.2.1 聲音限值

1）總聲級最低要求

電動汽車按照固定車速和倒車試驗方法進(jìn)行試驗時，其測試的總聲級不能低于表1限值：單位dB(A）。

表1 總聲級要求

2）1/3倍頻程的最小聲級

表2 1/3倍頻程限值

3）加速和減速工況的頻移

AVAS系統(tǒng)提示音主要是憑借頻率的變化提醒行人車輛行駛速度的改變，當(dāng)車輛以5-20km/h范圍內(nèi)的某一速度前進(jìn)時，AVAS提示音中，至少有1個上表2中所規(guī)定的1/3倍頻程的頻率會隨車速的增加而變大，或隨著車速減小而變小。該頻率的最小平均頻移要大于等于0.8%/（km/h）。如果同時存在多個上表中所規(guī)定的1/3倍頻程頻率發(fā)生漂移，則只要有一個頻移符合要求即可，如下圖3：

圖3 某車型提示音頻移

4）豁免規(guī)定

a）若電動汽車在未匹配AVAS，但進(jìn)行固定車速試驗和倒車試驗時，其總聲級超過規(guī)定的限值 3 dB以上，則免除1/3倍頻程和頻移的要求；

b）若電動汽車在進(jìn)行固定車速試驗和倒車試驗時，內(nèi)燃?xì)獬掷m(xù)工作或重新啟動，導(dǎo)致10次連續(xù)測試均未能取得有效結(jié)果的情況下，則免除總聲級、1/3倍頻程和頻移的要求。

2.2.2 其它

除以上對AVAS系統(tǒng)提示音聲音特性的要求外，還有以下幾點(diǎn)要求：

4.藥材規(guī)范化種植面積和認(rèn)證情況。種植面積甘肅最大，達(dá)100萬畝，其他省（區(qū)）幾十萬畝不等，GAP認(rèn)證基地陜西最多，為7個。

1）車輛靜止時，AVAS系統(tǒng)可以發(fā)出聲音；

2）AVAS系統(tǒng)不允許有暫?；蛘哧P(guān)閉的功能；

3）任一一種提示音都要滿足要求；

4）提示音最高聲級不能大于75 dB；

2.2.3 試驗方法

AVAS系統(tǒng)包括三項具體試驗內(nèi)容，均可以在戶外或室內(nèi)進(jìn)行。首先測試背景噪聲是聲壓級和頻移試驗結(jié)果的前提；然后進(jìn)行提示音聲壓級和頻移試驗，其中：提示音聲壓級測試項目包括前進(jìn)恒速、倒車恒速，都可以通過實(shí)車試驗或者外部信號模擬的方式測試；頻移測試提供了5種可選用的試驗方法，需要結(jié)合實(shí)際試驗條件進(jìn)行選擇，頻移測試在原數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上還需要進(jìn)行加工分析。

主要試驗類型如表3：

表3 測試方法列表

2.2.4 法規(guī)升級趨勢

AVAS系統(tǒng)最新的技術(shù)法規(guī)序號為 ECE R138，第一版ECE R138.00實(shí)施時間為2016年10月5日，ECE于2017年6月和7月發(fā)布了兩個增補(bǔ)文件，最新版為ECE R138.01，實(shí)施時間為2017年10月10日。

同時，ECE 138.01版法規(guī)暫未列入到2007/46/EEC框架指令下，因此電動汽車在進(jìn)行整車 WVTA認(rèn)證和單項認(rèn)證時，AVAS仍不是強(qiáng)制項。隨著全球電動汽車產(chǎn)銷的持續(xù)快速增加，F(xiàn)MVSS已經(jīng)將其作為電動汽車進(jìn)入美國的必備配置，ECE成員國和歐盟已經(jīng)加快對AVAS系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的討論和商討，勢必成為電動汽車增強(qiáng)安全性的必備配置。

此外，ECE雖然進(jìn)行了大量地研究和分析，但目前仍不具備強(qiáng)制實(shí)施的可行性。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，AVAS系統(tǒng)技術(shù)法規(guī)在后續(xù)修訂上，極有可能在應(yīng)該包含L類車（摩托車等小于四輪的電動車）甚至是T類車，乃至傳統(tǒng)燃油汽車進(jìn)一步升級趨勢，汽車制造商應(yīng)給予注意。

2.2.5 AVAS系統(tǒng)應(yīng)用前景

隨著全球能源能源危機(jī)凸顯，環(huán)境污染嚴(yán)峻，傳統(tǒng)車燃油技術(shù)已上升到一定的瓶頸，全球各主要汽車市場諸如歐美、日韓均對電動車實(shí)施了一些利好措施，以鼓勵其推廣，甚至推出傳統(tǒng)汽車退出市場的時間表。對中國而言，大力發(fā)展純電動為首的新能源汽車是中國制造2025的重要舉措，更是建設(shè)汽車強(qiáng)國的國家戰(zhàn)略。電動汽車更加的能環(huán)保，噪音小，駕駛更加舒適，既有優(yōu)點(diǎn)，也帶來不同的安全隱患。AVAS法規(guī)正是 ECE根據(jù)電動車低速噪音低的特點(diǎn)制定的針對性法規(guī)，可大大提高電動汽車的安全性。

歐美和日韓的主流制造商早在2008年就已經(jīng)開始AVAS系統(tǒng)開發(fā)，日產(chǎn)leaf等車型已批量投入使用，我國汽車制造商對此系統(tǒng)還處于研究階段，標(biāo)準(zhǔn)制訂周期也相對較長。也并未引起監(jiān)管部門和終端消費(fèi)者重視，反而被認(rèn)為是一種累贅。

因此建議我國汽車品牌在大力加強(qiáng)電動汽車性能指標(biāo)開發(fā)的同時不能忽視汽車安全性能，應(yīng)加大對提高電動車安全性能研究投入和實(shí)際應(yīng)用。對AVAS系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)早做打算，提前儲備，以規(guī)避歐美日韓國家的技術(shù)壁壘。其次，應(yīng)加強(qiáng)對汽車駕駛員關(guān)于電動汽車使用特點(diǎn)的培訓(xùn)，正確引導(dǎo)終端消費(fèi)者，降低在實(shí)際使用過程中的安全隱患，保護(hù)客戶的人身財產(chǎn)安全。

3 結(jié)束語

本文重點(diǎn)解讀了ECE R138法規(guī)中關(guān)于AVAS系統(tǒng)提示音的技術(shù)要求的剖析，有助于汽車廠商在AVAS系統(tǒng)開發(fā)時參考，讓產(chǎn)品設(shè)計員更加全面的了解AVAS系統(tǒng)提示音的技術(shù)要求，以開發(fā)出獨(dú)具特色的系統(tǒng)，提高標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用與推廣，進(jìn)一步提高電動汽車的安全性。

參考文獻(xiàn)

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