全新声学体验 | 电动汽车的低速行人提示音（AVAS）

本文原刊登于Ansys Blog：《Acoustic Vehicle Alerting Systems (AVAS) for EVs》

作者：Milan Redon | Ansys高级产品专家

编辑整理：李彦昊 | Ansys高级应用工程师

内燃机汽车不可避免地会制造一些噪声。想象一下汽缸燃烧、传动带旋转和机械摩擦的噪声，不难发现，内燃机的轰鸣声和隆隆声已经定义了我们对车辆行驶声音的预期。但是，如果使用无声的电机取代有噪声的燃油动力系统，突然间我们发现，车辆行驶的声音可以被重新定义。 

什么是AVAS？

与内燃机不同，电动汽车（EV）的发动机几乎不会发出机械声音。这意味着在低速行驶时，电动汽车几乎是无声的，这使得行人（尤其是有视力障碍的行人）很难在电动汽车靠近时有所察觉。

在汽车内部使用的Ansys Sound

低速行人提示音（AVAS）是应用于电动汽车的声音生成器，旨在提醒行人、自行车骑手、儿童和其他道路使用者有汽车的存在。这些声音通过车身下方的扬声器播放，与车辆的实时数据相协调，以对外提供车辆速度、方向和距离相关的声音信息。AVAS是所有电动汽车的重要系统，原因如下：

• 行人安全：AVAS通过在行驶和倒车时发出可听见的警报声音来提醒行人注意迎面驶来的电动汽车，从而降低人行横道和其它道路出现事故的风险。

• 声音品牌标识：除了汽车的视觉美感外，汽车制造商还可以为其电动汽车创造一种独特的声音，将其与其他公司车辆的声音区分开来，以提高品牌认知度。

• 法规合规性：许多国家强制要求在电动汽车中使用AVAS，以提高道路安全性。联合国于2017年制定了关于安静道路运输车辆的法规。

Ansys Sound软件可用于预测、测试、优化和验证电动汽车的主动声音设计（ASDforEV）

AVAS法规包括哪些内容？

最初，实施针对车辆声音的法规是为了降低汽车噪声。但现在，噪声标准旨在确保电动汽车发出可听见、可识别和相关的声音。

截至2019年，多个国家要求所有的电动汽车都安装AVAS。虽然法规因国家和地区而异，但这些规定旨在确保AVAS技术符合噪声水平和可分辨性标准。

大多数法规要求车辆在达到20km/h的速度时需要发出连续的声音，其音量和音高与车速成比例变化。通过这种方式，行人仅通过声音就能感受到汽车行驶的速度有多快。

例如，联合国第138号法规规定，配备AVAS的车辆发出的整体声级不得超过75dB(A)。此外，它还指出，当向前行驶时，在5-20km/h的速度范围内，AVAS的声音频率范围每1km/h至少变化0.8%。

Ansys Sound软件图像显示了声音调校（左）和声学车辆警报系统（AVAS）合规性检查

如何创造AVAS声音？

为了创造电动汽车的声音，汽车制造商聘请了专业的声音设计人员。在汽车制造商的目标和法规参数范围内，他们使用乐器、道具、数字效果和声音样本为品牌创造独特的声学体验。

但是，品牌声音应该是什么样的呢？对于一些汽车制造商来说，理想的声音是自然的、天然的，就像风声和水声。还有一些汽车制造商希望其电动汽车的声音听起来强劲有力、电影感十足，而其他品牌则更倾向他们的电动汽车能够产生其传统燃油车型的标志性隆隆声。

创建理想的电动汽车声音场景需要考虑声音（人工和自然）在不同时间的交互方式。不同的驾驶事件是否能同时向驾驶员传递声音信息？这些声音是相互补充还是相互掩蔽？声音在何时应该是和谐的或刺耳的？哪些声音已经被赋予了含义？例如，捷豹公司的一款发出航天器声音的AVAS必须进行重新设计，因为测试表明，人们在听到该声音时会抬头看向天空。

为了考虑这些复杂性，声音设计人员使用Ansys Sound预测、测试、优化和验证电动汽车的主动声音设计（ASDforEV）。这使他们能够从一组基础参考声音开始，然后更改声音属性（如响度、音高和音色）来创建新的声音。此外，他们还可以探索声音规律如何根据速度、RPM（转速）、踏板负载、加速度和扭矩等驾驶参数而变化。通过聆听从车辆音频系统或驾驶仿真器内部实时播放的声音，声音设计人员不仅可创建未来的声音场景，而且能够了解它们在真实驾驶条件下的表现。

以上AVAS声音示例均使用Ansys Sound软件进行创建和录制

除了面向行人的AVAS声音之外，ASDforEV还可以为驾驶员与乘员评估和调校车内播放的其它声音类型：

• 加速度反馈（SAF）声音

• 内燃机（ICE）声音

• 高级驾驶辅助系统（ADAS）声音

• 人机交互（HMI）音、氛围音、警报声音

利用Ansys Sound可以控制多种类型的声音

低速行人提示音的未来

AVAS最初是一种行人警报系统，其发出的声音警报旨在提醒人们有行驶的汽车靠近。但是，电动汽车市场的快速发展促使制造商提高品牌认知度，而相关技术使音频具有更高的艺术性，在此背景下，声学车辆警报系统将继续发展——从宇宙飞船和电源线的呼呼声，到全新的声学体验，这将重新定义声音打动人心的方式。