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电动汽车低速提示音相关标准法规对比研究
2021-09-23 19:51:44· 来源：电动学堂 作者：曹丽娟等
文章来源：中国汽车技术研究中心有限公司0引言电动汽车在纯电动模式下以低速行驶时，平均车外噪声与传统内燃机车辆相比有明显的降低，使得道路的其他使用者，包
文章来源：中国汽车技术研究中心有限公司
0引言
电动汽车在纯电动模式下以低速行驶时，平均车外噪声与传统内燃机车辆相比有明显的降低，使得道路的其他使用者，包括行人、自行车等，特别是盲人和有视觉障碍的人不容易察觉到车辆的接近，容易导致交通事故的发生。针对电动汽车低速行驶安全性问题，世界各国及相关组织进行了大量研究，中国、韩国、日本、美国、智利等国家及联合国、欧盟等相继发布了提示音相关研究成果。世界各国电动汽车安全相关的标准陆续发布，目前中国电动汽车低速提示音相关标准已发布实施标准。
世界范围内各标准技术路线和测试方法上不尽相同，为了便于我国产品出口认证，为进一步打破产业壁垒做准备，全面梳理相关标准法规颇具意义。
1标准/法规基本情况
经多年协调讨论及技术研究，2016年UNECE发布了UNRegulationNo.138(UNR138.00)，之后又于2017年颁布了R138法规的第01系列修订案和第2系列增补修订案(UNR138.01)。UNR138被多个国家参考，形成了各自的技术法规或标准。联合国两项协议（第58号和第98号协议）的缔约国几乎均实施UNR138.00和UNR138.01。
欧洲联盟（EU）2014年发布EU540/2014，用以规范电动汽车和混合动力汽车安装的汽车提示音系统，并于2017进行修订，在修订中将汽车提示音系统（AVAS）的相关规定按照实施时间分为两部分AnnexVIIISectionII和SectionIII进行明确。虽然在技术要求和试验方法等多方面该标准与UNR138不相协调，但由于欧盟是1958协议的缔约国，因此UNR138和EU540在欧盟并行。
美国基于SAEJ2889-1，在2018年发布了FMVSS141和推荐测试程序TP-141-00-Draft-7。FMVSS141在评价方法、车速范围等多方面与UNR138相异。
中国2018年实施的强制性国家标准GB7258-2017中12.13.2规定“纯电动汽车、插电式混合动力汽车在车辆起步且车速低于20km/h时，应能给车外人员发出适当的提示性声响”，基于行业需要和标准要求，全国汽车标准化技术委员会组织行业制定了配套标准，国家推荐性标准GB/T37153-2018《电动汽车低速提示音》已于2019年7月1日起正式实施，该标准参考了UNR138法规。
多年来，世界范围内多个国家制定了电动汽车低速提示音相关法规或标准。加拿大的CMVSS141基本是从UNR138和FMVSS141衍生而来。日本的Nat.Reg.TRIAS43(7)Art.67.3是从UNR138的修订版衍生而来，最初日本因提示音暂停功能而未选用R138，R138修订后，日本参考制定国家标准。韩国的DraftKMVSS53.3也主要参考UNR138修订版。智利通过WTO声明将引入最小提示音标准，并在FMVSS141或UNR138之间进行选择。
总的来说，UNR138、EU540/2014和FMVSS141是世界范围内具有代表性三个低速提示音法规/标准，同时中国为强制性标准GB7258配套制定的GB/T37153-2018也结合了中国的技术特征和实际需求，故也具有一定的代表性。
2技术内容对比
2.1汽车提示音系统AVAS功能
汽车提示音系统是在汽车行驶所发出噪声值低于一定数值时，用于发出提示声音、以有效地传递信息给其他道路使用者的系统，主要为了提升汽车使用安全，保护其他道路使用者的安全。
根据各国技术路线特征，部分法规、标准并不强制安装AVAS，但需满足一定豁免条件，如车辆发出的声音满足限值。同时部分法规/标准规定安装了AVAS的汽车可以自行选择是否配备AVAS暂停开关，但配备暂停开关后所需备注信息也不尽相同。
暂停开关本身具有两面性，国标GB/T37153-2018目前允许暂停开关既有其合理性，也有其不足之处，具有双面因素。合理性在于，深夜车辆进入小区时，车辆发出的声音有可能造成扰民；其不足之处则在于，驾驶人员有可能主动选择关闭该功能，从而造成不可预测的意外事故，因此也在标准中规定了相应的警示内容。
实际上国标相当于将暂停开关的配置选择权交由汽车制造商自行确定。EU540/2014AnnexVIIISectionII要求安装暂停开关，保证驾驶员可以启动和关闭提示音系统，而SectionIII与R138保持一致，禁止暂停开关，且重新启动车辆后，AVAS应默认为打开位置。
另外对于运行时能够关闭提示音系统、声音是否允许衰减等规定均不同。R138和GB/T37153-2018、EU540/2014AnnexVIIISectionIII均允许驾驶员自行选择声音类型，但要求每种声音必须分别满足声音要求。但FMVSS141不允许驾驶员选择提示音类型，且要求在相同型式的车必须安装相同的提示音系统以便在任何要求的情况下发生一致的提示音，即要求提示音系统有相同的硬件和软件。具体差异见表1。
2.2提示音系统响应范围
根据实际使用场景需要，提示音系统仅需在一定车速范围内和运行状态下响应并发出规定的声音。从表2可知，GB/T37153-2018、EU540/2014AnnexVIIISectionIII所规定的响应范围与UNR138基本相同。
较为严格的是FMVSS141规定车辆在静止状态也需要发出满足一定要求的提示音。在提示音系统的车速范围上，R138和GB/T37153-2018均要求工作车速范围应至少包括大于0km/h且小于等于20km/h，即提示音工作车速包含但不限于此范围，允许超出规定的最大车速。EU540/2014对于配备了内燃机的车辆，要求AVAS不应发声。FMVSS141要求的车速范围更宽，速度响应范围为0km/h-32km/h，并对不同车速区间的提示音分别做了限值要求。
R138、GB/T37153-2018、FMVSS141均强制规定倒车模式下电动车提速提示音需要满足的条件和对应的试验方法。而EU540/2014AnnexVIIISectionII明确规定对于具有倒车声音报警装置的车辆，AVAS不必在倒车时发出声音，而EU540/2014AnnexVIIISectionIII在该方面的要求与R138保持协调。
2.3提示音声音要求
低速提示音的声压、频率等影响声音接收者的接收效率，进而影响提示音所发挥的作用。对于声压值，R138规定了1/3倍频程频率的区间范围，从160Hz到5000Hz共计16个频率值，并对每个1/3倍频程的频率值有对应的最小的声压级要求。
EU540/2014AnnexVIIISectionII没有对提示音做详细规定，仅要求配备AVAS的车辆发出的总声级不应超过配备内燃机的M1类车辆相同工况下的声压级，这相当于规定了提示音的最高总声压级，未对最小总声压级做规定。且对于频移仅是通过“AVAS发出的提示音应易于表征车辆状态，例如声压级自动变换或与车辆速度同步”类似的概括性要求对频移等提出了简单要求。
GB/T37153-2018由于参考了R138，故与之类似有16个相同的1/3倍频程频率值和对应的声压级，对于总声级也均有规定。但不同的是，GB/T37153-2018总体上每个1/3倍频程频率对应声压级和最大最小总声压级均较R138高出2dB（A）。这是因为背景噪声直接影响提示音声压级的要求，根据背景噪声研究结果，国内典型区域背景噪声比国外同等区域高，所以关于国标的声级限值的制定，并不能设定为与ECE等国外法规/标准完全一致。
FMVSS141对速度响应范围内静止、倒车、匀速分区规定每个1/3倍频程频率对应声压级，但并未规定总声压级。对于总声压级高时简化，例如R138和GB/T37153-2018，按照规定的试验方法测得的提示音满足所规定的所有总声级要求,且全部超出至少3dB(A),则其无需满足关于1/3倍频程声级限值以及频率要求，对于EU540/2014AnnexVIIISectionIII，总声压级超过3dB(A)，无需安装AVAS。对比见表3所示。对于提示音最大总声压级，R138要求不超过75dB(A)，而EU540/2014AnnexVIIISectionIII要求不超过相同工况下装备内燃机的M1类车。
3试验方法对比
3.1试验要求
如表4所示，R138.00和GB/T37153-2018在测量方法中对提示音方向没有要求，仅要求在测量中，传声器所指向的方向，应落在其两两相连形成的连线上，即“传声器横线上”。FMVSS141要求车辆必须发出在CC’线上的麦克风可以测量的声音，且一定的满足频率及声压级要求。
在麦克风布置上，差别主要在静态测量上，R138.00和GB/T37153-2018不论是静态、动态、前进还是倒车测量，传声器均布置在中心CC线2.0m±0.05m处，高度1.2m±0.02m，两个传声器对称布置。EU540/2014AnnexVIIISectionII由于没有特定的测量要求，使用测量最大噪声总声压级的方法进行测量，而EU540/2014AnnexVIIISectionIII测量方法和R138一致。FMVSS141要求静态的前进状态测量时，除与R138相同的左右位置外，沿C车头方向2m处还应布置一个传声器，用于方向性的测量。具体见表4。
3.2试验要求
如表5所示，在数据处理上，R138.00和GB/T37153-2018、EU540/2014AnnexVIIISectionIII相同。对1/3倍频程记录值及处理与FMVSS141不同。背景噪声修订上，R138.00明确1/3倍频程测量值不允许修正，而FMVSS141对总声压级及1/3倍频程均允许修正。由于EU540/2014对相关问题并未明确说明。另外R138.00AnnexVIIISectionII还要求进行频移分析，且允许进行室内模拟试验，FMVSS141不允许进行室内模拟测量，只允许进行室外试验。
4结束语
通过对国内外电动汽车低速提示音标准的对比分析，发现：
（1）R138、EU540、FMVSS141和GB/T37153-2018是目前国际范围内具有代表性的汽车低速提示音标准/法规；
（2）GB/T37153-2018和R138技术路线基本相同，EU540/2014AnnexVIIISectionIII与R138相似，且SectionIII即将全面实施。GB/T37153-2018在提示音声压级限值上结合中国道路交通状况和城市发展需求，进行了差异化的调整，更符合中国实际；
（3）与联合国和国标相比，FMVSS141在提示音类型、声音一致性、测量方法等方面要求更严格，这些变化是从各国生产发展实际提出的；
（4）不同的测量方法与要求的修订与协调有待于今后对各种测量方法实践对比的积累，需充分考虑道路交通实际进行制修订。
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