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주변 전기 자동차에서 "The Jetsons" 소리가 들리시나요?


1960 년대 초에 텔레비전에서 방영된 "The Jetsons" 만화 (1980 년대에 새 에피소드로 다시 등장)에는 날아 다니는 자동차를 운전하는 2062년도의 가족이 등장한다. 날아다니는 차량 개발은 아직 요원한 일이지만 곧 우리 주변의 전기 자동차 (EV)가 Jetsons의 것과 유사한 소리를 내는 것을 듣게 될 것이다.

전기자동차에는 세가지 형태가 있다.

  • 하이브리드 전기 자동차 (HEV)는 전기 모터와 표준 내연 기관을 주 동력장치로 내연기관에서 분출되는 에너지로 배터리를 충전하고 이 힘으로 모터를 구동하는 시스템이다.
  • 플러그인 하이브리드 전기 자동차 (Plug-in HEV)는 HEV의 변형으로 ​​표준 내연 기관과 전기 모터가 핵심 구동장치이나 외부 전원에 연결하여 배터리를 재충전 할 수 있다.
  • 배터리 기반 전기 자동차 (EV)는 구동 장치 추진을 위해 전동 모터만을 사용하는 진정한 전기 자동차를 말한다.

전기자동차는 기존의 내연 기관에 비해 엔진 소음이 거의 발생하지 않기 때문에 소리를 듣고 자동차가 다가오고 있는 것을 감지해야 하는 맹인, 어린 아이들, 노인, 보행인, 경주자들에게 위험을 초래할 수 있다. 한 연구에 따르면 소음이 거의 없는 전기 자동차는 일반 내연기관 엔진을 장착한 자동차보다 보행자와 충돌할 확률이 40 %나 높다. 또 다른 연구는 보행자가 충동하기 전 1-2 초 거리에 있을 때까지 느린 속도로 주행하는 전기자동차 소리를 듣지 못하거나 그로 인해 너무 늦게 반응하여 사고를 피하지 못하는 사례가 있다고 한다.

전기 자동차가 더 조용한 이유는 다음과 같은 몇 가지 요인 때문이다. 전기자동차는 시동을 걸 때 아무 소리도 나지 않으며 정지 신호 또는 정지 신호등에서 다시 출발하거나 후진할 때도 전혀 소리를 내지 않는다.

최근에 가족용 신형자동차를 구매하기 위해 매장을 둘러봤을 때 이런 경험을 확인할 수 있었다. 예를 들어 HEV의 경우 자동차를 시동하기 위해 버튼을 눌렀을 때 내연 기관 엔진을 시동할 때 나는 친숙한 크랭킹 소리가 들리지 않았다.

"준비"라고 표시된 녹색 표시등이 켜졌을 때 자주 들었던 익숙한 엔진 소리가 들리지 않기 때문에 차가 얼마나 조용한 지 경험해봐야 알 수 있다

일단 주행을 시작하면 후진을 하든 앞으로 나아가든 간에 시간 당 약 20 마일의 속도를 낼 때까지 내연기관 엔진이 시동되는 소리를 듣지 못했다는 것을 깨닫기 시작하게 된다.

이뿐만 아니라 전기 자동차는 연료를 절약하기 위해 일부 정지 지점에서 내연기관 엔진을 자동으로 꺼버린다. 즉, 정지신호 또는 신호등에서 다시 출발하기 시작할 때 차가 적절한 속도에 도달 할 때까지 바퀴와 창을 스치는 바람 소리만 들릴 뿐 아무 소리도 들리지 않는 것이다. 

정부가 저속으로 주행 할 때 보행자에게 차량 접근을 경고하고 사고 가능성을 예방할 수 있도록 외부로 소리를 내는 장치를 전기 자동차에 의무적으로 설치해야 한다는 의무 조항을 내건 것은 바로 이런 이유 때문이다.

그림 1에서 보듯이 이 장치는 세계의 각 지역에 따라 가상 엔진 사운드 시스템 (VESS)이나 청각 차량 경고 시스템 (AVAS), 또는 엔진/차량 사운드 발생기라고 각각 불린다.  
  
정부 규정을 준수하고 시장 출시 기간 단축하십시오:
TI의 VESS 통합 회로 및 레퍼런스 디자인 보기

Description: 하늘, 도로이(가) 표시된 사진  자동 생성된 설명
그림 1: VESS의 혜택

새로운 정부 요구 사항은 일반적으로 전기자동차가 후진하거나 정해진 최고 속도 (미국 30 kph, 유럽 20 kph)에 도달할 때까지 VESS가 소리를 내야 한다고 규정하고 있다.
보행자에게 속도 변화를 경고하기 위해 차량의 속도가 증가하거나 감소함에 따라 VESS 소리 압력도 그 양만큼 달라야 한다.

VESS 규정은 소리에 대한 정확한 톤과 신호 유형을 규정하고 있지는 않으나 초기 시제품 중 일부는 접근하는 우주선의 음향 효과를 내기 위해 음색과 피치에 변화를 준다 이 글의 시작에서 내가 "The Jetsons"을 언급한 것은 이런 음향 효과의 유사성을 강조하기 위해서였다. 
아래 그림 2에서 알 수 있듯이 현재 시스템은 다소 미래 지향적이나 조화로운 소리 음색 구현을목표로 하고 있다.

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그림 2: TI의 조화로운 VESS 소리 시뮬레이션

경우에 따라 자동차 제조업체는 VESS 시스템을 구현할 때 차가 후진하고 있음을 알리는 추가 신호를 내어 안전 예방 조치를 강화하거나 보다 미적인 경쾌하고 자연스러운 소리를 내기 위해 차량 후미에 보조 스피커 시스템을 달기도 한다. 전방 스피커만 구현하는 설계의 경우 차량 후미로 갈수록 소리가 점점 줄어드는 단점이 있다.  

VESS 규정은 전 세계적으로 계속 진화하고 있다. 이 때문에 자동차 오디오 앰프 제조업체들은 자사의 앰프 제품 포트폴리오가 이 새롭게 부상하는 자동차 부품 장비 시장을 지원할 수 있도록 발 빠르게 움직이고 있다. 많은 자동차 제조업체들은 하나의 보드로 전면 스피커 단일 구현 또는 전면 및 후면 스피커를 동시에 구현하는 설계 요구에 대응하여 연구개발비용을 대폭 삭감할 수 있는 확장성이 뛰어난 자동차 오디오 증폭기 솔루션을 찾고 있다.
TI는 VESS 시장의 시스템 요구를 만족시키는 확장성이 뛰어난 Class-D 오디오 증폭기 제품 군을 보유하고 있다, TI는 2 채널 디지털 입력 자동차용 Class-D 오디오 증폭기 칩 TAS6422-Q1을 보유하고 있는 유일한 회사이다. TI는 또한 자동차 제조업체가 VESS시장 요구 사항에 대응하기 위해 필요한 유연성과 확장성을 제공하는 1채널 4채널 호환 Class-D 자동차용 오디오 증폭기 칩을 제공하고 있다.

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