提升驾乘舒适性：汽车ANC主动降噪技术全解析
提升驾乘舒适性：汽车ANC主动降噪技术全解析
随着汽车工业的不断发展，消费者对车辆舒适性和驾驶体验的要求越来越高。噪音作为影响驾驶体验的重要因素之一，如何有效降低车内噪音成为了汽车制造商关注的重点。主动降噪技术（Active Noise Cancellation, ANC）作为一种新兴的噪音控制技术，逐渐在整车上得到了广泛应用。本文将带大家了解汽车主动降噪技术的相关知识。
主动降噪概述
什么是ANC主动降噪及其工作原理
主动降噪又称为ANC (Active Noise Cancellation)，其工作原理是通过降噪系统产生与外界噪音相等的反相声波，将噪音中和，从而实现降噪的效果。
图源：懂车帝
具体来说，系统通过麦克风捕捉到车内的噪音信号，然后通过数字信号处理器（DSP）分析这些信号，并生成相应的反向声波。这些反向声波与原噪音相遇时，会相互抵消，从而降低车内的噪音水平。
进入乘员舱内的噪音主要由引擎谐波噪音、排气系统脉动噪音和四驱差速器噪音所组成。汽车ANC主动降噪系统采用反相噪音原理抵消噪音。具体来说，ANC主动降噪系统会操纵音响系统的低音扬声器发出这种声响。这种声响与噪音声响的频率相同，振幅与噪音实时相同但相位差了180度。这样两种声波相遇就可以抵消了。乘员舱内声波的扩散取决于不同的车身形式、不同的发动机功率和不同的车顶形状（滑动天窗、全景天窗、硬顶）。尽管有诸多干扰因素，该系统仍能降低噪声约12分贝，相当于降低了75%的噪音。
汽车ANC主动降噪技术的优势
汽车中的ANC主动降噪技术提供了多方面的优势，不仅提升了驾驶和乘坐的舒适性，还改善了音响效果和安全性，同时对于制造商来说，也是一项提升竞争力的技术。以下是汽车ANC主动降噪技术的一些主要优势：
降低车内噪声水平
ANC技术通过实时捕捉和抵消外部和内部噪声（如发动机噪声、路面噪声和风噪声），能有效降低车内的噪声水平。这使得驾驶和乘坐体验更加舒适，同时减少了疲劳感。改善音响效果
在使用车载音响系统时，主动降噪技术能够减少背景噪声的干扰，使得音响效果更加清晰和细腻。驾驶者和乘客可以更好地享受音乐和通话质量。增强乘坐舒适性
较低的噪声水平可以提高乘客的舒适性，尤其在长途驾驶时，减少疲劳感和压力，提升整体出行体验。提高安全性
减少车内噪声有助于驾驶者更好地听到道路上的重要声音，例如警报声、其他车辆的鸣笛声等，从而提高行车安全性。减少传统隔音材料需求
采用ANC技术后，可以在一定程度上减少对传统隔音材料的需求。这不仅可以降低车辆的重量，还可以改善车辆的燃油效率和性能。适应性强
现代的ANC系统能够根据不同的驾驶条件和环境噪声自动调整其工作模式，以提供最佳的降噪效果。这种适应性使得ANC系统在各种驾驶环境下都能保持高效。提升品牌形象
高端汽车制造商在其车型中集成ANC技术，可以提升品牌形象，吸引对舒适性和豪华感有更高需求的消费者。技术集成
ANC技术可以与其他车载技术（如智能驾驶系统、车载信息娱乐系统等）相结合，形成更为综合的车辆体验，增强用户的智能化体验。
汽车ANC主动降噪的系统组成
汽车的ANC（主动噪声控制）系统由多个关键组成部分构成，以实现有效的车内噪声检测和消除。包括环境麦克风、数字信号处理器（DSP）、扬声器、加速度传感器和环境传感器、中央控制单元、电源管理模块等。通过这些组件的协同工作，ANC系统有效降低车内噪声，显著提升驾乘体验。
- 环境麦克风：负责捕捉车内外的噪声，通常在车内布置多个麦克风以监测不同类型的噪声。
- 数字信号处理器（DSP）：接收来自麦克风的噪声信号，进行实时分析，并生成与噪声信号相位相反的反相声波。
- 扬声器：反向扬声器则将这些声波播放出去，以抵消噪声。
- 传感器：加速度传感器和环境传感器为系统提供车辆动态状态和环境信息，帮助优化降噪效果。
- 中央控制单元：整合所有组件，负责系统的协调和管理，并根据实时数据调整ANC的工作状态。
- 电源管理模块：为各个组件提供稳定的电源，而用户界面则允许用户通过车载信息娱乐系统进行设置和调节。
汽车ANC主动降噪系统组成 图源：懂车帝
以奥迪S7车型为例，汽车ANC主动降噪系统组成包括包含ANC主动降噪功能的音响控制器、发动机转速传感器和车顶衬底精心选定的4个拾音麦克风作为传感器和车内集成的低音扬声器作为执行元件。
汽车ANC主动降噪系统传感器和扬声器 图源：懂车帝
ANC控制单元根据发动机转速和4个麦克风拾取的噪音，计算出4个低音扬声器和1个后备箱重低音扬声器各自的相位、频率和振幅。计算出的5个ANC低音信号在功放中与音响系统的低音信号相叠加，并传给扬声器。
主动降噪技术在整车中的应用
发动机噪音控制
在车辆行驶过程中，发动机噪音是主要的噪音来源之一。通过在车内安装主动降噪系统，可以有效降低发动机运转时产生的低频噪音，提升车内的静谧性。
路面噪音抑制
路面噪音是影响驾驶舒适度的重要因素。主动降噪技术可以实时监测路面噪音，并通过反向声波进行抑制，减少车内乘客的噪音感受。
车载娱乐系统的优化
在车载娱乐系统中，主动降噪技术可以帮助提升音质。通过消除背景噪音，乘客可以更清晰地听到音乐或通话内容，增强整体的娱乐体验。
电动车的静音效果
随着电动车的普及，车辆的噪音水平普遍降低，但在某些情况下，电动车的高频噪音（如轮胎与路面摩擦声）可能会变得更加明显。主动降噪技术可以有效降低这些高频噪音，进一步提升电动车的静音效果。
市场及未来发展趋势
随着技术的不断进步，主动降噪技术在整车上的应用将会更加广泛。不仅提升了车辆的舒适性和驾驶体验，也为汽车行业的可持续发展提供了新的思路。未来，随着人工智能和机器学习的发展，主动降噪系统将能够更智能地适应不同的噪音环境，实现更高效的噪音控制。此外，结合车联网技术，主动降噪系统还可以与其他车辆和基础设施进行信息共享，进一步提升降噪效果。
供应商
主动降噪技术近年来在汽车领域得到广泛应用，在提升驾驶体验和乘车舒适性方面发挥着重要作用，Bose是汽车主动降噪技术的领先者之一，其高端音响系统常被应用于豪华车型中，通过精确的声波反相技术有效降低车内噪音。Harman，作为全球知名的汽车音频和信息娱乐系统供应商，也在主动降噪技术方面取得了显著进展，致力于为用户提供更为宁静的驾乘环境。Continental和Denso等汽车零部件生产商，凭借其深厚的工程技术背景，积极研发和推广主动降噪系统，帮助汽车制造商提升车辆的整体噪音控制能力。此外，NXP Semiconductors和Analog Devices等半导体公司，也为主动降噪系统提供必要的处理器和传感器支持，推动该技术的应用和发展。这些供应商通过技术创新和不断优化，推动了汽车主动降噪技术的进步，为消费者创造更加舒适的驾驶体验。