Original-URL des Artikels: https://www.golem.de/news/akustik-im-elektroauto-ein-klang-wie-auf-einem-offenen-feld-2004-148061.html    Veröffentlicht: 24.04.2020 12:03    Kurz-URL: https://glm.io/148061

Akustik im Elektroauto

Ein Klang wie auf einem offenen Feld

In einem schallarmen Raum sorgen Akustik-Ingenieure von Seat dafür, dass die Autos der VW-Tochter angenehm klingen.

Der Raum sieht aus wie eine Garage oder Werkstatt, in der die Hauptuntersuchung eines Autos durchgeführt wird. Getestet wird hier, in Martorell bei Barcelona, tatsächlich - aber nicht die Funktionsfähigkeit eines Autos, sondern die Geräusche, die es emittiert: Schließlich sollen einerseits die Geräusche im Innenraum nicht stören, anderseits stellen allzu leise Fahrzeuge eine Gefahr im Straßenverkehr da. Für seine Tests nutzt der spanische Automobilhersteller Seat einen schalltoten Raum.

Der Raum ist groß genug, dass das Sports Utility Vehicle (SUV) Tarraco hineinpasst, und die Akustik-Ingenieure um Ignacio Zabala ausreichend Platz haben, um das Fahrzeug herumzugehen und ihre Ausrüstung aufzubauen.

In der Mitte sind in den Boden vier Rollen eingelassen, ähnlich denen für Brems- und Abgastests. Diese Rollen werden aber nicht von den Rädern gedreht, sondern sie drehen die Räder. "So können wir verschiedene Gegebenheiten des Autos reproduzieren", sagt Zabala im Gespräch mit Golem.de. "Wir haben die Möglichkeit, fast jeden Betriebszustand des Autos nachzubilden."

Was an dem schalltoten Raum sofort auffällt: Die Schaumstoffspitzen, welche die Wellen absorbieren und solche Räume oft aussehen lassen wie der Fantasie eines sadistisch veranlagten Science-Fiction-Autors entsprungen, fehlen. "Wir nutzen eine andere Technik", erklärt Zabala. "Aber dahinter stehen das gleiche Konzept und der gleiche physikalische Effekt."

Hier schluckt eine spezielle Beschichtung der dicken Betonwände 95 Prozent des Schalls im Raum. Zabala beschreibt ihn als "Box in a Box". Das bedeutet, dass der Raum entkoppelt ist von seiner Umgebung, Geräusche und Vibrationen von draußen sind drinnen nicht wahrnehmbar.

Schalltot sei der Raum aber nicht, sondern schallarm, schränkt Zabala ein. "Der Boden ist ein normaler Boden, der den Schall reflektiert. Das ist Absicht: Ein Auto steht auch immer auf dem Boden. Für uns ist das eine repräsentative Situation, wenn die Schallwellen vom Boden zurückgeworfen werden."

Es fühle sich an, als sei man auf einem offenen Feld, sagt der Akustik-Ingenieur weiter. Nur dass es draußen noch Störgeräusche gebe wie Wind oder Vögel. Außerdem sei es nicht möglich, die Oberfläche des Bodens oder die Geschwindigkeit genau zu steuern. "Wenn man ein Experiment in einer reproduzierbaren Weise durchführen will, wo man jeweils nur einen Parameter ändert, oder wenn man ein Experiment oft wiederholen will und einige Gegebenheiten am Auto ändert, kann man das nicht auf einem offenen Feld."

In der Kammer geht das hingegen schon: Dort können die Akustik-Ingenieure beliebige Szenarien mit einem Auto durchgehen. Mit Hilfe der vier im Boden eingelassenen Rollen können sie verschiedene Fahrszenarien simulieren. Jede Rolle ist einzeln angetrieben und treibt jeweils ein Rad an.

Wie klingt der Motor?

"Ich starte, ich trete aufs Gaspedal, ich fange an zu beschleunigen: Der Teststand bildet das Verhalten des Autos auf der Straße nach", sagt Zabala. Jetzt kommen die für die Akustik-Ingenieure entscheidenden Fragen: Wie klingen der Motor, der Turbolader, das Getriebe dabei? Welche Rollgeräusche emittiert das Auto auf verschiedenen Straßenbelägen? Selbst Parameter wie die Rollgeräusche, die das Auto bei 100 km/h und abgeschaltetem Motor emittiert, lassen sich erfassen. Mikrofone, die dort angebracht werden, wo sich die Ohren der Insassen befinden, zeichnen auf, was diese hören.

Ein Auto hat rund 1.000 Geräuschquellen. Eine davon ist der Motor. Das ist die wichtigste, die sehr viele Geräusche produziert. "Das kann das Geräusch des Turboladers sein, das der Einspritzdüsen oder des Auspuffs." In der Kammer fällt alles auf.

Geräusche entstehen aber auch im Innenraum: "Wie klingt es, wenn man die Klimaanlage einschaltet? Wie klingt es, wenn man alle Auslässe bis auf einen schließt? Was passiert, wenn man das Fenster hochmacht, wenn es feucht ist? Vielleicht gibt es Reibung mit dem Wasser?", sagt Zabala. Was ist mit dem Spiegel, den Türen, der Kofferraumhaube? Wie verhält sich das Auto, wenn es über einen Speed Bumper fährt: Klappert etwas?



Wie klingt ein Elektroauto?

"Was immer Geräusche macht oder stört: Wir sind dafür verantwortlich, das in der bestmöglichen Art und Weise zu gestalten", sagt Zabala. Dafür verbringt das Team viel Zeit mit dem Auto. Wichtig sei es, so früh wie möglich in die Entwicklung einzusteigen, um rasch auf Probleme reagieren zu können.

Deshalb arbeiteten sie eng mit den Konstrukteuren zusammen und seien an jeder Phase der Entwicklung beteiligt. "In unserer Kammer vermessen wir nur das ganze Fahrzeug", sagt Zabala, also das Zusammenspiel der Geräusche. Viel getestet werde aber schon während der Entwicklung, um zu verhindern, dass es laute Komponenten überhaupt ins Auto schafften.

Die Akustik habe einen direkten Einfluss auf Wohlbefinden und Komfort der Insassen, sagt Zabala. Ziel der Arbeit sei es daher, den Aufenthalt im Fahrzeug möglichst angenehm zu gestalten und einen angenehmen Gesamteindruck der Töne zu schaffen.

Akustikingenieure kreieren Geräusche für Elektroautos

Das gilt auch für einen neuen Arbeitsbereich, der allerdings nach außen gerichtet ist: die akustischen Warnsysteme (Acoustic Vehicle Alerting Systems, Avas) für Elektroautos. Mit diesem Thema setzen sich viele Akustiker seit einiger Zeit auseinander. Nach den Vorgaben der Europäischen Union muss das Geräusch dynamisch sein und auf Fahrzeugverhalten und Fahrtrichtung hinweisen. So soll ein Fußgänger eine Vorstellung davon bekommen, ob ein Auto vorwärts oder rückwärts fährt, wie schnell es unterwegs ist, ob es schneller oder langsamer wird.

"Das ist eine der innovativeren Herausforderungen, mit denen wir uns erst seit kurzem beschäftigen", sagt Zabala. Die Aufgabe sei nicht leicht gewesen. Sie hätten erst eine Vorstellung davon entwickeln müssen, wie die Welt von Morgen aussehen und klingen solle.

Auch dabei tüftelten die Akustik-Ingenieure in ihrer schallarmen Kammer, um ein Geräusch zu schaffen, das seine Funktion erfüllt: die Menschen auf der Straße auf das Elektroauto aufmerksam zu machen, ohne sie zu belästigen. "Wir werden schließlich auf der Straße sein, umgeben von Menschen. Da will man kein akustischer Umweltverschmutzer sein", sagt Zabala. Ganz wichtig sei zudem, dass das Geräusch zur Identität der Marke passe.

Anders ausgedrückt: Es muss wie ein Seat-Geräusch klingen. Dafür sorgen Zabala und seine Kollegen in ihrer schallarmen Box in a Box.

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