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電動汽車低速提示音相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)對比研究

2021-09-23 19:51:44·  來源：電動學(xué)堂  作者：曹麗娟等  
　
文章來源：中國汽車技術(shù)研究中心有限公司0引言電動汽車在純電動模式下以低速行駛時，平均車外噪聲與傳統(tǒng)內(nèi)燃機車輛相比有明顯的降低，使得道路的其他使用者，包
文章來源：中國汽車技術(shù)研究中心有限公司

0引言
電動汽車在純電動模式下以低速行駛時，平均車外噪聲與傳統(tǒng)內(nèi)燃機車輛相比有明顯的降低，使得道路的其他使用者，包括行人、自行車等，特別是盲人和有視覺障礙的人不容易察覺到車輛的接近，容易導(dǎo)致交通事故的發(fā)生。針對電動汽車低速行駛安全性問題，世界各國及相關(guān)組織進(jìn)行了大量研究，中國、韓國、日本、美國、智利等國家及聯(lián)合國、歐盟等相繼發(fā)布了提示音相關(guān)研究成果。世界各國電動汽車安全相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)陸續(xù)發(fā)布，目前中國電動汽車低速提示音相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)已發(fā)布實施標(biāo)準(zhǔn)。

世界范圍內(nèi)各標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)路線和測試方法上不盡相同，為了便于我國產(chǎn)品出口認(rèn)證，為進(jìn)一步打破產(chǎn)業(yè)壁壘做準(zhǔn)備，全面梳理相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)頗具意義。

1標(biāo)準(zhǔn)/法規(guī)基本情況
經(jīng)多年協(xié)調(diào)討論及技術(shù)研究，2016年UNECE發(fā)布了UNRegulationNo.138(UNR138.00)，之后又于2017年頒布了R138法規(guī)的第01系列修訂案和第2系列增補修訂案(UNR138.01)。UNR138被多個國家參考，形成了各自的技術(shù)法規(guī)或標(biāo)準(zhǔn)。聯(lián)合國兩項協(xié)議（第58號和第98號協(xié)議）的締約國幾乎均實施UNR138.00和UNR138.01。

歐洲聯(lián)盟（EU）2014年發(fā)布EU540/2014，用以規(guī)范電動汽車和混合動力汽車安裝的汽車提示音系統(tǒng)，并于2017進(jìn)行修訂，在修訂中將汽車提示音系統(tǒng)（AVAS）的相關(guān)規(guī)定按照實施時間分為兩部分AnnexVIIISectionII和SectionIII進(jìn)行明確。雖然在技術(shù)要求和試驗方法等多方面該標(biāo)準(zhǔn)與UNR138不相協(xié)調(diào)，但由于歐盟是1958協(xié)議的締約國，因此UNR138和EU540在歐盟并行。

美國基于SAEJ2889-1，在2018年發(fā)布了FMVSS141和推薦測試程序TP-141-00-Draft-7。FMVSS141在評價方法、車速范圍等多方面與UNR138相異。

中國2018年實施的強制性國家標(biāo)準(zhǔn)GB7258-2017中12.13.2規(guī)定“純電動汽車、插電式混合動力汽車在車輛起步且車速低于20km/h時，應(yīng)能給車外人員發(fā)出適當(dāng)?shù)奶崾拘月曧?rdquo;，基于行業(yè)需要和標(biāo)準(zhǔn)要求，全國汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會組織行業(yè)制定了配套標(biāo)準(zhǔn)，國家推薦性標(biāo)準(zhǔn)GB/T37153-2018《電動汽車低速提示音》已于2019年7月1日起正式實施，該標(biāo)準(zhǔn)參考了UNR138法規(guī)。

多年來，世界范圍內(nèi)多個國家制定了電動汽車低速提示音相關(guān)法規(guī)或標(biāo)準(zhǔn)。加拿大的CMVSS141基本是從UNR138和FMVSS141衍生而來。日本的Nat.Reg.TRIAS43(7)Art.67.3是從UNR138的修訂版衍生而來，最初日本因提示音暫停功能而未選用R138，R138修訂后，日本參考制定國家標(biāo)準(zhǔn)。韓國的DraftKMVSS53.3也主要參考UNR138修訂版。智利通過WTO聲明將引入最小提示音標(biāo)準(zhǔn)，并在FMVSS141或UNR138之間進(jìn)行選擇。

總的來說，UNR138、EU540/2014和FMVSS141是世界范圍內(nèi)具有代表性三個低速提示音法規(guī)/標(biāo)準(zhǔn)，同時中國為強制性標(biāo)準(zhǔn)GB7258配套制定的GB/T37153-2018也結(jié)合了中國的技術(shù)特征和實際需求，故也具有一定的代表性。

2技術(shù)內(nèi)容對比

2.1汽車提示音系統(tǒng)AVAS功能

汽車提示音系統(tǒng)是在汽車行駛所發(fā)出噪聲值低于一定數(shù)值時，用于發(fā)出提示聲音、以有效地傳遞信息給其他道路使用者的系統(tǒng)，主要為了提升汽車使用安全，保護(hù)其他道路使用者的安全。

根據(jù)各國技術(shù)路線特征，部分法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)并不強制安裝AVAS，但需滿足一定豁免條件，如車輛發(fā)出的聲音滿足限值。同時部分法規(guī)/標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定安裝了AVAS的汽車可以自行選擇是否配備AVAS暫停開關(guān)，但配備暫停開關(guān)后所需備注信息也不盡相同。

暫停開關(guān)本身具有兩面性，國標(biāo)GB/T37153-2018目前允許暫停開關(guān)既有其合理性，也有其不足之處，具有雙面因素。合理性在于，深夜車輛進(jìn)入小區(qū)時，車輛發(fā)出的聲音有可能造成擾民；其不足之處則在于，駕駛?cè)藛T有可能主動選擇關(guān)閉該功能，從而造成不可預(yù)測的意外事故，因此也在標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了相應(yīng)的警示內(nèi)容。

實際上國標(biāo)相當(dāng)于將暫停開關(guān)的配置選擇權(quán)交由汽車制造商自行確定。EU540/2014AnnexVIIISectionII要求安裝暫停開關(guān)，保證駕駛員可以啟動和關(guān)閉提示音系統(tǒng)，而SectionIII與R138保持一致，禁止暫停開關(guān)，且重新啟動車輛后，AVAS應(yīng)默認(rèn)為打開位置。

另外對于運行時能夠關(guān)閉提示音系統(tǒng)、聲音是否允許衰減等規(guī)定均不同。R138和GB/T37153-2018、EU540/2014AnnexVIIISectionIII均允許駕駛員自行選擇聲音類型，但要求每種聲音必須分別滿足聲音要求。但FMVSS141不允許駕駛員選擇提示音類型，且要求在相同型式的車必須安裝相同的提示音系統(tǒng)以便在任何要求的情況下發(fā)生一致的提示音，即要求提示音系統(tǒng)有相同的硬件和軟件。具體差異見表1。

2.2提示音系統(tǒng)響應(yīng)范圍
根據(jù)實際使用場景需要，提示音系統(tǒng)僅需在一定車速范圍內(nèi)和運行狀態(tài)下響應(yīng)并發(fā)出規(guī)定的聲音。從表2可知，GB/T37153-2018、EU540/2014AnnexVIIISectionIII所規(guī)定的響應(yīng)范圍與UNR138基本相同。
較為嚴(yán)格的是FMVSS141規(guī)定車輛在靜止?fàn)顟B(tài)也需要發(fā)出滿足一定要求的提示音。在提示音系統(tǒng)的車速范圍上，R138和GB/T37153-2018均要求工作車速范圍應(yīng)至少包括大于0km/h且小于等于20km/h，即提示音工作車速包含但不限于此范圍，允許超出規(guī)定的最大車速。EU540/2014對于配備了內(nèi)燃機的車輛，要求AVAS不應(yīng)發(fā)聲。FMVSS141要求的車速范圍更寬，速度響應(yīng)范圍為0km/h-32km/h，并對不同車速區(qū)間的提示音分別做了限值要求。
R138、GB/T37153-2018、FMVSS141均強制規(guī)定倒車模式下電動車提速提示音需要滿足的條件和對應(yīng)的試驗方法。而EU540/2014AnnexVIIISectionII明確規(guī)定對于具有倒車聲音報警裝置的車輛，AVAS不必在倒車時發(fā)出聲音，而EU540/2014AnnexVIIISectionIII在該方面的要求與R138保持協(xié)調(diào)。

2.3提示音聲音要求
低速提示音的聲壓、頻率等影響聲音接收者的接收效率，進(jìn)而影響提示音所發(fā)揮的作用。對于聲壓值，R138規(guī)定了1/3倍頻程頻率的區(qū)間范圍，從160Hz到5000Hz共計16個頻率值，并對每個1/3倍頻程的頻率值有對應(yīng)的最小的聲壓級要求。
EU540/2014AnnexVIIISectionII沒有對提示音做詳細(xì)規(guī)定，僅要求配備AVAS的車輛發(fā)出的總聲級不應(yīng)超過配備內(nèi)燃機的M1類車輛相同工況下的聲壓級，這相當(dāng)于規(guī)定了提示音的最高總聲壓級，未對最小總聲壓級做規(guī)定。且對于頻移僅是通過“AVAS發(fā)出的提示音應(yīng)易于表征車輛狀態(tài)，例如聲壓級自動變換或與車輛速度同步”類似的概括性要求對頻移等提出了簡單要求。
GB/T37153-2018由于參考了R138，故與之類似有16個相同的1/3倍頻程頻率值和對應(yīng)的聲壓級，對于總聲級也均有規(guī)定。但不同的是，GB/T37153-2018總體上每個1/3倍頻程頻率對應(yīng)聲壓級和最大最小總聲壓級均較R138高出2dB（A）。這是因為背景噪聲直接影響提示音聲壓級的要求，根據(jù)背景噪聲研究結(jié)果，國內(nèi)典型區(qū)域背景噪聲比國外同等區(qū)域高，所以關(guān)于國標(biāo)的聲級限值的制定，并不能設(shè)定為與ECE等國外法規(guī)/標(biāo)準(zhǔn)完全一致。
FMVSS141對速度響應(yīng)范圍內(nèi)靜止、倒車、勻速分區(qū)規(guī)定每個1/3倍頻程頻率對應(yīng)聲壓級，但并未規(guī)定總聲壓級。對于總聲壓級高時簡化，例如R138和GB/T37153-2018，按照規(guī)定的試驗方法測得的提示音滿足所規(guī)定的所有總聲級要求,且全部超出至少3dB(A),則其無需滿足關(guān)于1/3倍頻程聲級限值以及頻率要求，對于EU540/2014AnnexVIIISectionIII，總聲壓級超過3dB(A)，無需安裝AVAS。對比見表3所示。對于提示音最大總聲壓級，R138要求不超過75dB(A)，而EU540/2014AnnexVIIISectionIII要求不超過相同工況下裝備內(nèi)燃機的M1類車。

3試驗方法對比
3.1試驗要求
如表4所示，R138.00和GB/T37153-2018在測量方法中對提示音方向沒有要求，僅要求在測量中，傳聲器所指向的方向，應(yīng)落在其兩兩相連形成的連線上，即“傳聲器橫線上”。FMVSS141要求車輛必須發(fā)出在CC’線上的麥克風(fēng)可以測量的聲音，且一定的滿足頻率及聲壓級要求。
在麥克風(fēng)布置上，差別主要在靜態(tài)測量上，R138.00和GB/T37153-2018不論是靜態(tài)、動態(tài)、前進(jìn)還是倒車測量，傳聲器均布置在中心CC線2.0m±0.05m處，高度1.2m±0.02m，兩個傳聲器對稱布置。EU540/2014AnnexVIIISectionII由于沒有特定的測量要求，使用測量最大噪聲總聲壓級的方法進(jìn)行測量，而EU540/2014AnnexVIIISectionIII測量方法和R138一致。FMVSS141要求靜態(tài)的前進(jìn)狀態(tài)測量時，除與R138相同的左右位置外，沿C車頭方向2m處還應(yīng)布置一個傳聲器，用于方向性的測量。具體見表4。


3.2試驗要求
如表5所示，在數(shù)據(jù)處理上，R138.00和GB/T37153-2018、EU540/2014AnnexVIIISectionIII相同。對1/3倍頻程記錄值及處理與FMVSS141不同。背景噪聲修訂上，R138.00明確1/3倍頻程測量值不允許修正，而FMVSS141對總聲壓級及1/3倍頻程均允許修正。由于EU540/2014對相關(guān)問題并未明確說明。另外R138.00AnnexVIIISectionII還要求進(jìn)行頻移分析，且允許進(jìn)行室內(nèi)模擬試驗，F(xiàn)MVSS141不允許進(jìn)行室內(nèi)模擬測量，只允許進(jìn)行室外試驗。

4結(jié)束語
通過對國內(nèi)外電動汽車低速提示音標(biāo)準(zhǔn)的對比分析，發(fā)現(xiàn)：
（1）R138、EU540、FMVSS141和GB/T37153-2018是目前國際范圍內(nèi)具有代表性的汽車低速提示音標(biāo)準(zhǔn)/法規(guī)；
（2）GB/T37153-2018和R138技術(shù)路線基本相同，EU540/2014AnnexVIIISectionIII與R138相似，且SectionIII即將全面實施。GB/T37153-2018在提示音聲壓級限值上結(jié)合中國道路交通狀況和城市發(fā)展需求，進(jìn)行了差異化的調(diào)整，更符合中國實際；
（3）與聯(lián)合國和國標(biāo)相比，F(xiàn)MVSS141在提示音類型、聲音一致性、測量方法等方面要求更嚴(yán)格，這些變化是從各國生產(chǎn)發(fā)展實際提出的；
（4）不同的測量方法與要求的修訂與協(xié)調(diào)有待于今后對各種測量方法實踐對比的積累，需充分考慮道路交通實際進(jìn)行制修訂。
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