电动汽车AVAS系统ECE法规分析与应用

2018-05-24闫明亮高粹勤

汽车实用技术 2018年2期

闫明亮，高粹勤

（江淮汽车国际公司海外汽车研究所，安徽合肥 230601）

前言

欧洲经济委员会（ECE）在2016年10月05日颁布了138号法规，对 AVAS系统制定了具体的技术要求。美国FMVSS 141规定了车辆启动且停止、加速和减速、匀速和倒车四种工况的最小声压级等要求。FMVSS 141标准被FMVSS 571和 585取代，并将于2018年9月1日起对所有新车强制实施。日本国土交通省（MLIT)基于研究成果发布了车辆提示音系统技术指导方针，明确了发出提示音的车辆适用范围、车速范围声音特性等要求。

我国国家标准委于 2013年下达了电动汽车低速提示音标准制定计划，于2016年12月完成征求意见稿的收集，尚未正式发布。该标准规定了提示音的声级限值、频率要求、声音类型等。

1 法规适用车型及定义

1.1 适用车型

AVAS只适用于在电动模式下行驶的M类乘用车和N类商用电动汽车。

电动汽车主要指纯电动、混合动力和燃料电池汽车，而且这些汽车的电动模式下至少有一个前进档工和倒车档。该系统适用于M类和N类车，不适用于L类和O类。不适用于O类，是因为O类车没有动力输出装置，不适用于L类是ECE经过仔细的研究和最终讨论后，认为尚没有必要。值得注意的是，美国 FMVSS标准适用于总重 1000磅也就是4536kg以下的所有车辆含L类车，而我国标准只适用于M1类车和 N1类的电动汽车，适用范围更窄。此类适用范围不同的原因是基于各自研究分析的结果和本国的国情决定的。

1.2 法规定义

1）AVAS：指车辆提示音系统，是一组零部件组成可以完全满足法规要求的系统。通俗的说是当电动汽车低于一定车速行驶时，会自动发出一种声音以有效传递信息给道路其他使用者的系统。其硬件主要包括喇叭、控制器和ECU。

2）频移：指电动汽车的低速提示音频率随着车速变化而变化，符号为del f，其公式为：

其中：

fspeed是规定车速下的提示音频率；

fref是参考车速5 Km/h或者最低试验车速记录下的提示音频率；

Vtest是对应fspeed频率的实际车速或模拟车速；

Vref是对应fref频率的实际车速或模拟车速。

2 技术要求

2.1 测试车速范围

法规规定AVAS提示音工作系统的工作车速范围为大于0km/h小于等于20km/h。当车辆静止且驱动系统处于可行驶模式时，提示音系统可发出声音。之所以，AVAS提示音系统工作车速范围处在低速阶段，主要以下原因：

1）车辆在低速行驶时，发动机为主要噪音源

传统汽车与电动汽车的主要区别为动力传动系统不同，通过实际的样车噪音测量可以得出，车速在 0～20km/h时，传统车辆车外通过噪音的主要来源是发动机；车速超过25km/h时，车外通过噪音的主要来源是轮胎噪音，如图1。

图1 日本某车型车外噪音与车速关系

图2 传统汽车与电动汽车噪音水平对比

车辆在低速行驶时，传统汽车车外噪音大大高于电动汽车车外噪音。在相同背景噪音条件下，对相同级别车辆的车外噪音进行测定，结果如图 2。传统汽车大于电动汽车的通过噪音主要的车速范围在0～20 km/h，在车速高于20km/h时，两者差值较小且变化趋势基本相同，很容易被道路其他使用车察觉。

2.2 技术要求分析

2.2.1 声音限值

1）总声级最低要求

电动汽车按照固定车速和倒车试验方法进行试验时，其测试的总声级不能低于表1限值：单位dB(A）。

表1 总声级要求

2）1/3倍频程的最小声级

表2 1/3倍频程限值

3）加速和减速工况的频移

AVAS系统提示音主要是凭借频率的变化提醒行人车辆行驶速度的改变，当车辆以5-20km/h范围内的某一速度前进时，AVAS提示音中，至少有1个上表2中所规定的1/3倍频程的频率会随车速的增加而变大，或随着车速减小而变小。该频率的最小平均频移要大于等于0.8%/（km/h）。如果同时存在多个上表中所规定的1/3倍频程频率发生漂移，则只要有一个频移符合要求即可，如下图3：

图3 某车型提示音频移

4）豁免规定

a）若电动汽车在未匹配AVAS，但进行固定车速试验和倒车试验时，其总声级超过规定的限值 3 dB以上，则免除1/3倍频程和频移的要求；

b）若电动汽车在进行固定车速试验和倒车试验时，内燃气持续工作或重新启动，导致10次连续测试均未能取得有效结果的情况下，则免除总声级、1/3倍频程和频移的要求。

2.2.2 其它

除以上对AVAS系统提示音声音特性的要求外，还有以下几点要求：

4.药材规范化种植面积和认证情况。种植面积甘肃最大，达100万亩，其他省（区）几十万亩不等，GAP认证基地陕西最多，为7个。

1）车辆静止时，AVAS系统可以发出声音；

2）AVAS系统不允许有暂停或者关闭的功能；

3）任一一种提示音都要满足要求；

4）提示音最高声级不能大于75 dB；

2.2.3 试验方法

AVAS系统包括三项具体试验内容，均可以在户外或室内进行。首先测试背景噪声是声压级和频移试验结果的前提；然后进行提示音声压级和频移试验，其中：提示音声压级测试项目包括前进恒速、倒车恒速，都可以通过实车试验或者外部信号模拟的方式测试；频移测试提供了5种可选用的试验方法，需要结合实际试验条件进行选择，频移测试在原数据的基础上还需要进行加工分析。

主要试验类型如表3：

表3 测试方法列表

2.2.4 法规升级趋势

AVAS系统最新的技术法规序号为 ECE R138，第一版ECE R138.00实施时间为2016年10月5日，ECE于2017年6月和7月发布了两个增补文件，最新版为ECE R138.01，实施时间为2017年10月10日。

同时，ECE 138.01版法规暂未列入到2007/46/EEC框架指令下，因此电动汽车在进行整车 WVTA认证和单项认证时，AVAS仍不是强制项。随着全球电动汽车产销的持续快速增加，FMVSS已经将其作为电动汽车进入美国的必备配置，ECE成员国和欧盟已经加快对AVAS系统标准的讨论和商讨，势必成为电动汽车增强安全性的必备配置。

此外，ECE虽然进行了大量地研究和分析，但目前仍不具备强制实施的可行性。随着技术的不断进步，AVAS系统技术法规在后续修订上，极有可能在应该包含L类车（摩托车等小于四轮的电动车）甚至是T类车，乃至传统燃油汽车进一步升级趋势，汽车制造商应给予注意。

2.2.5 AVAS系统应用前景

随着全球能源能源危机凸显，环境污染严峻，传统车燃油技术已上升到一定的瓶颈，全球各主要汽车市场诸如欧美、日韩均对电动车实施了一些利好措施，以鼓励其推广，甚至推出传统汽车退出市场的时间表。对中国而言，大力发展纯电动为首的新能源汽车是中国制造2025的重要举措，更是建设汽车强国的国家战略。电动汽车更加的能环保，噪音小，驾驶更加舒适，既有优点，也带来不同的安全隐患。AVAS法规正是 ECE根据电动车低速噪音低的特点制定的针对性法规，可大大提高电动汽车的安全性。

欧美和日韩的主流制造商早在2008年就已经开始AVAS系统开发，日产leaf等车型已批量投入使用，我国汽车制造商对此系统还处于研究阶段，标准制订周期也相对较长。也并未引起监管部门和终端消费者重视，反而被认为是一种累赘。

因此建议我国汽车品牌在大力加强电动汽车性能指标开发的同时不能忽视汽车安全性能，应加大对提高电动车安全性能研究投入和实际应用。对AVAS系统的开发应早做打算，提前储备，以规避欧美日韩国家的技术壁垒。其次，应加强对汽车驾驶员关于电动汽车使用特点的培训，正确引导终端消费者，降低在实际使用过程中的安全隐患，保护客户的人身财产安全。