電動汽車AVAS系統ECE法規分析與應用

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

歐洲經濟委員會（ECE）在2016年10月05日頒布了138號法規，對 AVAS系統制定了具體的技術要求。美國FMVSS 141規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標準被FMVSS 571和 585取代，并將于2018年9月1日起對所有新車強制實施。日本國土交通省（MLIT)基于研究成果發布了車輛提示音系統技術指導方針，明確了發出提示音的車輛適用范圍、車速范圍聲音特性等要求。

我國國家標準委于 2013年下達了電動汽車低速提示音標準制定計劃，于2016年12月完成征求意見稿的收集，尚未正式發布。該標準規定了提示音的聲級限值、頻率要求、聲音類型等。

1 法規適用車型及定義

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檔工和倒車檔。該系統適用于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經過仔細的研究和最終討論后，認為尚沒有必要。值得注意的是，美國 FMVSS標準適用于總重 1000磅也就是4536kg以下的所有車輛含L類車，而我國標準只適用于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果和本國的國情決定的。

1.2 法規定義

1）AVAS：指車輛提示音系統，是一組零部件組成可以完全滿足法規要求的系統。通俗的說是當電動汽車低于一定車速行駛時，會自動發出一種聲音以有效傳遞信息給道路其他使用者的系統。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fspeed頻率的實際車速或模擬車速；

Vref是對應fref頻率的實際車速或模擬車速。

2 技術要求

2.1 測試車速范圍

法規規定AVAS提示音工作系統的工作車速范圍為大于0km/h小于等于20km/h。當車輛靜止且驅動系統處于可行駛模式時，提示音系統可發出聲音。之所以，AVAS提示音系統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，發動機為主要噪音源

傳統汽車與電動汽車的主要區別為動力傳動系統不同，通過實際的樣車噪音測量可以得出，車速在 0～20km/h時，傳統車輛車外通過噪音的主要來源是發動機；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系

圖2 傳統汽車與電動汽車 噪音水平對比

車輛在低速行駛時，傳統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行測定，結果如圖 2。傳統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，當車輛以5-20km/h范圍內的某一速度前進時，AVAS提示音中，至少有1個上表2中所規定的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定的1/3倍頻程頻率發生漂移，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）豁免規定

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

b）若電動汽車在進行固定車速試驗和倒車試驗時，內燃氣持續工作或重新啟動，導致10次連續測試均未能取得有效結果的情況下，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系統提示音聲音特性的要求外，還有以下幾點要求：

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

1）車輛靜止時，AVAS系統可以發出聲音；

2）AVAS系統不允許有暫停或者關閉的功能；

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系統包括三項具體試驗內容，均可以在戶外或室內進行。首先測試背景噪聲是聲壓級和頻移試驗結果的前提；然后進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恒速、倒車恒速，都可以通過實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，需要結合實際試驗條件進行選擇，頻移測試在原數據的基礎上還需要進行加工分析。

主要試驗類型如表3：

表3 測試方法列表

2.2.4 法規升級趨勢

AVAS系統最新的技術法規序號為 ECE R138，第一版ECE R138.00實施時間為2016年10月5日，ECE于2017年6月和7月發布了兩個增補文件，最新版為ECE R138.01，實施時間為2017年10月10日。

同時，ECE 138.01版法規暫未列入到2007/46/EEC框架指令下，因此電動汽車在進行整車 WVTA認證和單項認證時，AVAS仍不是強制項。隨著全球電動汽車產銷的持續快速增加，FMVSS已經將其作為電動汽車進入美國的必備配置，ECE成員國和歐盟已經加快對AVAS系統標準的討論和商討，勢必成為電動汽車增強安全性的必備配置。

此外，ECE雖然進行了大量地研究和分析，但目前仍不具備強制實施的可行性。隨著技術的不斷進步，AVAS系統技術法規在后續修訂上，極有可能在應該包含L類車（摩托車等小于四輪的電動車）甚至是T類車，乃至傳統燃油汽車進一步升級趨勢，汽車制造商應給予注意。

2.2.5 AVAS系統應用前景

隨著全球能源能源危機凸顯，環境污染嚴峻，傳統車燃油技術已上升到一定的瓶頸，全球各主要汽車市場諸如歐美、日韓均對電動車實施了一些利好措施，以鼓勵其推廣，甚至推出傳統汽車退出市場的時間表。對中國而言，大力發展純電動為首的新能源汽車是中國制造2025的重要舉措，更是建設汽車強國的國家戰略。電動汽車更加的能環保，噪音小，駕駛更加舒適，既有優點，也帶來不同的安全隱患。AVAS法規正是 ECE根據電動車低速噪音低的特點制定的針對性法規，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年就已經開始AVAS系統開發，日產leaf等車型已批量投入使用，我國汽車制造商對此系統還處于研究階段，標準制訂周期也相對較長。也并未引起監管部門和終端消費者重視，反而被認為是一種累贅。

因此建議我國汽車品牌在大力加強電動汽車性能指標開發的同時不能忽視汽車安全性能，應加大對提高電動車安全性能研究投入和實際應用。對AVAS系統的開發應早做打算，提前儲備，以規避歐美日韓國家的技術壁壘。其次，應加強對汽車駕駛員關于電動汽車使用特點的培訓，正確引導終端消費者，降低在實際使用過程中的安全隱患，保護客戶的人身財產安全。

3 結束語

本文重點解讀了ECE R138法規中關于AVAS系統提示音的技術要求的剖析，有助于汽車廠商在AVAS系統開發時參考，讓產品設計員更加全面的了解AVAS系統提示音的技術要求，以開發出獨具特色的系統，提高標準的應用與推廣，進一步提高電動汽車的安全性。

參考文獻

[1] UN ECE R138.01 Uniform provisions concerning the approval of Quiet Road Transport Vehicles with regard to their reduced audibili-ty (QRTV).

[2] JASIC A Study on Approach Warning Systems for hybrid vehicle in electric motor mode-1.Japan Automobile Internationalization Centre,JAPAN, 2009.

[3] National Highway Traffic Safety Administration Quieter Cars and the Safety of Blind Pedestrians∶ Phase I Report DOT HS 811 304.April 2010.

[4] 電動汽車低速行駛提示音技術要（征求意見稿）2016.