引言
纯电动汽车和混合动力汽车在低速行驶时几乎不会产生明显的动力系统噪声。安静的驾乘体验虽然提升了车辆舒适性,却也给道路安全带来了新的隐患,尤其会影响主要依靠车辆行驶声音判断周边交通状况的视障人士、老年人以及注意力容易分散的行人。当车辆从停车位起步、低速接近路口或在人车混行区域行驶时,如果缺少足够清晰的声音提示,行人可能无法及时察觉车辆正在靠近。
为降低这种潜在风险,世界各国和地区陆续制定了相关法规与技术标准,例如联合国欧洲经济委员会的UNECE R138、美国的FMVSS 141以及中国的GB/T 37153等。这些法规要求电动汽车和混合动力汽车在低速行驶时配备车辆接近提示系统,即AVAS(Acoustic Vehicle Alerting System,声学车辆警示系统),通过主动发出符合规定的提示音,使道路使用者能够及时识别车辆的存在、行驶状态和接近趋势。
AVAS扬声器是整个车辆接近提示系统的核心发声部件,其主要任务是向车辆外部输出清晰、稳定且具有足够辨识度的警示声音。然而,要实现这一目标并不容易。
AVAS扬声器通常安装在前格栅、前保险杠内部、车辆底盘下方或轮罩附近。这些位置长期暴露在雨水、灰尘、泥沙、道路盐雾、机械振动以及剧烈温度变化的环境中。
普通室内扬声器主要面向相对稳定、洁净的使用条件,难以承受如此复杂的汽车外部环境,因此无法直接满足AVAS系统对可靠性和使用寿命的要求。
除满足法规要求外,越来越多的汽车制造商也将AVAS提示音视为车辆整体声音设计和品牌识别体系的重要组成部分。一套经过精心设计的车辆提示音,既要满足法规规定的声压级、频率范围和声音变化特征,又要体现品牌的科技感、豪华感、运动感或亲和力。这进一步增加了研发、采购和系统集成的复杂度,因为AVAS扬声器不仅需要通过法规测试、保障行人安全,还要兼顾整车NVH性能与品牌声音体验。
这正是汉得利能够为客户创造价值的领域。凭借多年汽车声学产品开发经验和车规级扬声器设计能力,汉得利能够协助整车厂及系统供应商解决AVAS扬声器在声学输出、结构集成、环境防护和长期耐久性等方面的关键问题,为产品从概念设计、样品验证到批量生产提供完整支持。
AVAS扬声器的五项核心工程要求
1. 结构设计与安装集成
车辆前舱、前格栅和底盘附近的可用空间通常十分有限。AVAS扬声器需要在紧凑尺寸和较低重量的前提下,提供足够的声学性能,同时还要适配不同车型平台的底盘布局、线束方向、安装位置及固定方式。合理的AVAS扬声器通常采用紧凑型壳体结构,并配置灵活的螺栓孔位、安装支架或接口方案,使工程师能够在不同车型中快速完成集成,而不必对周边总成进行大范围重新设计。
材料选择同样会直接影响产品的结构尺寸、机械强度、重量、耐候性和制造成本。AVAS扬声器壳体通常采用增强型工程塑料,部分产品也会使用经过防腐处理的金属材料,以实现强度、轻量化、耐久性和成本之间的平衡。此外,合理的结构设计还应保护内部驱动单元,使其能够承受车辆行驶过程中可能出现的碎石冲击、道路飞溅物和外部挤压,同时避免防护结构阻碍声音向车辆外部传播。
2. 声学性能与频率响应
相关法规通常会对AVAS系统的声压级、频率范围以及不同车速下的声音变化提出明确要求。AVAS扬声器必须在规定频段内输出清晰、稳定且容易识别的提示音,使行人能够迅速判断附近存在一辆正在接近或行驶中的车辆。除了声压级以外,频率响应的平顺性、瞬态表现以及声音的一致性,也会直接影响提示音的辨识效果。
声音的传播方向同样十分重要。经过合理调校的AVAS扬声器应将主要声能投射至车辆外部、行人活动区域和接近地面的空间,而不是将过多声音传入驾驶舱。这样既能提高行人接收到警示声音的有效性,也可以减少车内噪声,保护驾驶员和乘客的NVH体验。较低的总谐波失真能够使提示音在较高音量下依然保持清晰、纯净,避免出现破音、杂音或频率成分混乱等问题。
汉得利的AVAS扬声器正是围绕这些声学要求进行设计和开发。产品可根据客户设定的目标声压级、频率响应曲线、声音特征和指向性要求进行专项调校,从而降低整车法规测试阶段反复修改的风险。通过将声学设计、机械结构、防水防尘及温度耐受能力统筹考虑,汉得利能够为工程团队提供在声学、机械和环境可靠性方面相互匹配的整体解决方案。
3. 防护性能:防水与防尘
安装在乘员舱外部的AVAS扬声器,需要长期面对雨水、道路积水飞溅以及高压洗车水流的冲击。灰尘、泥沙、道路盐雾和细小颗粒也可能逐渐进入产品内部,对振膜、音圈、磁路、连接器和电子部件造成腐蚀、堵塞或性能衰减。因此,AVAS扬声器通常需要达到较高的外壳防护等级,例如IP67或IP6K9K,以阻止水分和颗粒物进入内部关键区域。
可靠的防护设计不仅依赖密封圈或胶黏剂,还需要综合考虑壳体接缝、声音出口、透气结构、连接器界面及长期材料老化等因素。只有在长期温度循环、机械振动和高压水流作用下仍能保持密封性能,扬声器才能避免因日常环境暴露而持续受损,并在整个车辆生命周期内保持稳定工作。
4. 振动与机械冲击耐受性
车辆在行驶过程中会持续产生不同频率和强度的振动。崎岖路面、车身结构振动、动力系统激励以及碎石冲击,都会给AVAS扬声器带来机械应力。螺栓、支架、壳体、内部驱动单元和焊接连接点,都必须具备足够的机械强度和抗疲劳能力。
因此,AVAS扬声器需要通过车规级振动和机械冲击测试,这些测试用于确认产品在多年实际道路使用后,仍不会出现壳体开裂、安装松动、连接失效、异响、声压下降或频率响应漂移等问题,从而确保其机械完整性和声学性能始终满足要求。
5. 工作温度范围与耐候性
AVAS扬声器必须适应不同地区和季节的极端温度环境。在严寒地区,环境温度可能低至−40℃;而在靠近前舱、底盘或热源的位置,产品又可能长期承受85℃,甚至105℃的高温。温度变化不仅会影响扬声器的瞬时声学性能,还会加速塑料、橡胶、胶黏剂、振膜和线圈等材料的老化。
因此,产品所使用的材料和结构必须能够在整个规定温度范围内抵抗软化、脆化、开裂、变形、腐蚀及性能漂移。同时,还需要通过高低温循环、温度冲击、湿热老化等测试,验证产品在复杂气候条件下的长期稳定性。一款只在实验室常温环境中表现良好,却在经历一个炎热夏季或寒冷冬季后发生故障的扬声器,无法成为真正合格的汽车零部件。
汉得利汽车声学工程能力
汉得利工程团队采用先进的声学仿真工具,包括有限元分析和边界元分析,对扬声器结构、振动特性、声场分布和指向性进行预测。通过专业消声室及相关声学测试设备,工程师能够对声压级、频率响应、失真度和方向性表现进行准确验证。仿真分析与实际测试相结合,可以帮助团队在物理样品完成之前发现潜在问题,优化结构与声学方案,从而缩短开发周期,降低反复开模和修改样品所产生的成本。
汉得利同时支持完整的定制化开发以及OEM、ODM合作,服务范围涵盖警示音适配、机械壳体设计、安装结构开发、材料选择、声学调校和可靠性验证等环节。通过统一协调各项开发工作,客户无需分别管理多家供应商,能够在同一套技术框架下推进声学、结构和环境性能的协同设计,提高项目沟通效率和开发质量。
在产品应用层面,汉得利已推出BES-YT1006A-06系列低速提示音系统,为不同车辆电气架构和目标市场提供适配方案。其中,BES-YT1006A-06(12V)工作电压范围为9–16VDC,满足中国相关标准要求,适用于采用12V电气系统的纯电动汽车、混合动力汽车及其他低速移动平台;BES-YT1006A-06(24V)工作电压范围为16–32VDC,满足欧洲相关标准要求,可适配商用车辆、物流车队及其他采用24V电气系统的平台。两款产品均达到IP67防护等级,工作温度范围为−40℃至+85℃,并支持警示音源、声音特征及安装支架的定制开发,能够根据不同法规、品牌声音设计和整车安装条件进行灵活调整,为客户提供兼顾合规性、耐久性与系统集成效率的AVAS产品方案。
结论
AVAS扬声器并不是普通的警示喇叭,而是一项直接关系行人安全的关键汽车部件。它必须将精准的声学性能、车规级环境耐久性和严谨的机械结构设计结合在一起,并在有限的安装空间内长期稳定工作。选择真正具备汽车声学开发经验的供应商,将直接影响法规认证、整车集成、产品可靠性和项目量产进度。
随着全球电动汽车市场持续发展,各国对低速行驶安全和行人保护的关注将进一步提高,针对AVAS系统的法规审查与性能要求也可能变得更加严格。能够同时理解声学工程、材料科学、结构设计和汽车质量管理体系的供应商,才更有能力支持整车企业顺利应对这一发展趋势。
汉得利将这些专业能力整合在同一体系内,为客户提供从产品概念、声学设计、结构开发、样品制作、测试验证到批量生产的一站式AVAS扬声器开发支持。客户可以通过单一技术接口推进整个项目,减少不同开发环节之间的信息偏差,提高产品落地效率。
欢迎正在开发下一代电动汽车AVAS系统的工程、研发和采购团队与汉得利汽车声学工程团队联系。我们可以提供产品规格资料、样品测试、声学调校及定制化设计支持,协助客户加快项目验证进程,并推动产品稳定进入量产阶段。
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