ANSYS 部落格
June 16, 2023
電動車的汽車聲響警示系統 (AVAS)
使用內燃機引擎的車輛，難免會發出一些噪音。想想啟動發動機、皮帶旋轉和機械摩擦的嘈雜聲，就能輕鬆理解內燃機的轟鳴和隆隆聲對我們而言就等同車輛運行的聲音。但是用安靜的電動引擎取代吵雜的汽油引擎後，突然我們對駕駛的聲音有了全新的認識。
什麼是 AVAS？
不同於內燃機引擎，電動車 (EV) 的引擎幾乎沒有天然的機械噪音。這意味著在低速時，電動車幾乎是無聲的，這使得行人，尤其是視力受損的行人難以判斷電動車的接近。
將 Ansys Sound 用於車輛內。
汽車聲響警示系統 (AVAS) 是電動車的發聲器，用於提醒行人、自行車騎士、兒童和其他用路人有車駛近。透過位於車身底部的揚聲器播放這些聲音，這些聲音與車輛的即時資料整合，提供有關車輛速度、方向和距離的外部聲音資訊。AVAS 是所有電動車的重要系統，原因如下：
- 行人安全：汽車聲響警示系統 (AVAS)透過在行駛和倒車時發出聽得見的警告聲，提醒行人注意電動車的接近，從而降低行人穿越人行道和其他道路事故的風險。
- 音效品牌：除了車輛的外觀美感，汽車製造商也能為其電動車打造獨特的音效，以與其他公司有所區別並提升品牌識別度。
- 法規合規性：許多國家強制要求在電動車中使用 AVAS 來改善道路安全。在 2017 年，聯合國制定了規範安靜道路運輸車輛的聯合國法規。
Ansys Sound 軟體可用於預測、測試、最佳化及驗證電動車的主動式聲音設計 (ASDforEV)。
AVAS 法規包含哪些內容？
首次針對車輛實施噪音法規時，目的在於讓車輛更安靜。但如今則訂定噪音標準，確保電動車發出的聲音能夠被聽見、可辨識且具相關性。
截至 2019 年為止，許多國家規定所有電動車都必須配備 AVAS。雖然各國家和地區的法規各異，但這些強制規定旨在確保 AVAS 技術符合噪音標準且具辨識度。
大部分法規要求車輛在最高 20 km/h 的速度內要持續發出聲音，且音量與音調要依速度按比例變化。如此一來，行人單純藉由聲音便能感受車輛行駛的速度。
例如，聯合國第 138 號法規規定，配備 AVAS 之車輛，所發出的整體音量不得超過 75 dB(A)。該法規同時也規定，向前行駛時，當速度在5-20公里/小時的範圍內變化時，聲學車輛警示系統（AVAS）的聲音頻率範圍將每1公里/小時至少變化0.8%。
Ansys Sound 螢幕截圖畫面，顯示 (左) 轉彎音效和汽車聲響警示系統 (AVAS) 合規性檢查。
如何打造 AVAS 音效？
為了打造電動車音效，汽車製造商尋求音效設計師專業知識的協助。他們根據汽車製造商的目標與法規參數，使用樂器、道具、數位效果和範例音效，為品牌打造獨特的聲學體驗。
但品牌聽起來像什麼？對某些汽車製造商來說，理想的音效是自然且有機的音效，例如風聲和水聲。其他品牌希望他們的電動車聽起來強大有劇場感，還有一些品牌則偏好他們的電動車發出傳統油車的經典隆隆聲。
打造理想的電動車音景需要考量聲音 (包括人為和自然聲音) 在不同時間點的相互影響。不同的駕駛事件是否會同時傳送音效資訊給駕駛？這些音效是否會互補還是會互相遮蓋？發出和諧或不和諧音效的時機？哪些音效已經有既定意義？例如，Jaguar 的太空船音效 AVAS 需要重新設計，因為測試顯示人們在聽見該音效時會抬頭望向天空。
為了解決這些複雜性，音效設計師使用 Ansys Sound 來預測、測試、最佳化及驗證電動車的主動式聲音設計 (ASDforEV)。這使他們可以從一組基本的聲音開始，然後修改聲音的特性（如音量、音高和音色）以創建新的聲音。他們也可探索聲音定律會如何根據如車速、馬達轉速、踏板負載、加速和扭力等駕駛參數而變化。透過即時聽取通過車輛音響系統或駕駛模擬器內播放的聲音，聲音設計師不僅創建未來的音景，還了解它們在實際駕駛條件下的表現。
AVAS 範例 1：舒緩且和諧
AVAS 範例 2：流暢的低鳴聲
AVAS 範例 3：運動風與未來感
上述 AVAS 音效範例使用 Ansys Sound 軟體打造和記錄。
除用於行人的 AVAS 聲音外，ASDforEV 還能評估和微調為駕駛和乘客在車內播放的聲音：
- 加速回饋 (SAF) 音效
- 內燃機引擎 (ICE) 音效
- 先進駕駛輔助系統 (ADAS) 音效
- 人機互動 (HMI)、環境音、警告音效
Ansys Sound 可以控制許多類型的音效。
聲學車輛警示系統的未來
AVAS 起初是一種行人警示系統，打造用警示音來提醒行人周圍有行駛車輛。隨著電動車逐漸在市場佔有一席之地，使製造商必須打造獨特的品牌音效，同時技術發展也能提供更多藝術化的音效，聲學車輛警示系統將會持續進化，從太空船和電纜線的電子低鳴聲，演變為能重新定義移動音效的全新聲學體驗。然而，由於迅速擁擠的電動車市場推動製造商區分其品牌，技術使音頻藝術更加精湛，汽車聲響警示系統將繼續進化——從太空船和電纜線的電動嗡嗡聲，到全新的聲學體驗，這將重新定義聲音如何感動我們。