Suono di auto elettriche: alla ricerca del suono perfetto
Suono di auto elettriche: alla ricerca del suono perfetto
A partire dallo scorso luglio 2019, sulle auto elettriche di nuova concezione è obbligatorio installare un sistema di allarme acustico. Ma come deve essere il rumore di una vettura elettrica affinché venga percepito immediatamente e al tempo stesso risulti gradevole agli altri utenti della strada? Lo abbiamo chiesto agli esperti di e-sound di Volkswagen.
Testo di Phillip Bittner
Immagini da Volkswagen Aktiengesellschaft
Settembre 2019
Nel tratto esterno adibito alla misurazione acustica dello stabilimento Volkswagen di Wolfsburg c’è un gran baccano, non tanto per le auto che sfrecciano sulla strada, ma piuttosto per i vicini di casa: accanto all’area di misurazione lunga 600 m sorge infatti un bacino aziendale in cui tantissime anatre stanno facendo una pausa nel loro viaggio verso sud, starnazzando a più non posso. «Adesso non sarebbe affatto facile effettuare una misurazione», esclama ridendo il Dr. Ingo Hapke, responsabile del team addetto all’acustica di Volkswagen. Meno male che l’operazione è terminata e tutti i suoni sono già stati memorizzati sul disco rigido del computer di misurazione: ora il prototipo della nuova ID. Neo riposa tranquillo sotto il suo telone, in attesa del suo debutto alla fine di quest’anno.
Fino a poco tempo fa, il futuro membro della famiglia elettrica ID. ha fatto un sacco di giri su questo tratto. Gli esperti di acustica hanno infatti guidato più e più volte la vettura elettrica attraverso lo strumento di misurazione acustica posto a metà del circuito ed equipaggiato con vari microfoni. Ma in tale occasione l’auto usata per i test non era silenziosa come i veicoli elettrici convenzionali, bensì emetteva un suono tuttora segreto, che in futuro è destinato ad accompagnare l’ID.
Nuovo rumore elettrico su richiesta dell’UE
Quest’innovazione è dovuta al nuovo regolamento europeo entrato in vigore il 1° luglio 2019, che prevede che sui nuovi modelli di auto elettriche ed ibride sia installato un sistema AVAS (Acoustic Vehicle Alerting System) a protezione degli altri utenti della strada. Gli standard da rispettare sono molteplici. Il «suono continuo» descritto nel testo di legge deve variare a seconda dalla velocità, in modo che i pedoni e i ciclisti siano in grado di capire se il veicolo sta rallentando o accelerando a seconda del rumore emesso. In caso di retromarcia è sufficiente l’emissione di un suono continuo. Inoltre, il regolamento UE definisce il volume rispetto al veicolo in diversi intervalli nonché le variazioni di frequenza consentite. A partire da 20 km/h il volume (livello sonoro) diminuisce lentamente con l’intensificarsi del rumore di rotolamento degli pneumatici, fino a rendere superfluo il segnale acustico.
La nuova normativa europea pone dunque Hapke e il suo team di fronte a interessanti sfide. «Vogliamo che il suono sia propagato all’esterno secondo i livelli previsti dalla legge compromettendo il meno possibile la silenziosità dell’abitacolo», afferma Hapke. A tal fine è necessario posizionare gli altoparlanti quanto più all’esterno possibile e al tempo stesso staccarli dalla carrozzeria. «Il suono non si propaga solo attraverso l’aria ma anche attraverso i corpi», spiega l’esperto. Le normative UE pongono anche dei limiti per quanto riguarda lo spettro sonoro. «Non possiamo ad esempio utilizzare un brano musicale o lo scalpiccio di cavalli al galoppo», chiarisce Hapke.
In futuro che rumore farà una Volkswagen elettrica? «Di sicuro leggero e piacevole», risponde Hapke, E naturalmente inconfondibile per una Volkswagen, anche se ovviamente i vari modelli presentano delle differenze a livello di tecnica del suono. L’ID ha un carattere distintivo: è proprio ciò che vogliono sottolineare gli esperti di acustica con il loro lavoro. Di conseguenza Ingo Hapke e il suo team devono trovare costantemente un equilibrio tra il rispetto dei requisiti di legge e la composizione di un sound gradevole e al tempo stesso inconfondibile.
Come sarà il sound elettrico del futuro?
Uno dei compositori è l’ingegnere meccanico Michael Wehrmann, che dal 2011 lavora per Volkswagen come sound applicator. «Per la e-up!1 e la e-Golf2, già provviste di un e-sound opzionale, ci siamo orientati ai motori a combustione», spiega Wehrmann. Ma il sound della famiglia ID. sarà completamente diverso ed evocherà un futuro elettrico. «Per me è importante che il suono riproduca un macchinario continuamente in funzione, come un grande ventilatore», spiega Ingo Hapke. Per gli esperti Volkswagen non è facile tradurre in suoni termini e sensazioni soggettive come «piacevole e leggero». «Lavoriamo molto con concetti quali tonalità, ruvidezza, armonia, chiaro o scuro», chiarisce Wehrmann. Per mettere a punto il suono del futuro gli esperti di acustica prendono ispirazione dai veicoli dei film come ad esempio i podracer di Star Wars, ma anche dai rumori quotidiani sulle nostre strade quali i tram o ancora dalla natura. «Le fonti sonore possono essere di origine sintetica o provenire da registrazioni reali», racconta Wehrmann, che per creare il sound di domani ricorre a misurazioni, campioni di strumenti e sintetizzatori.
1. Consumo di corrente della e-up! in kWh/100 km: 12,9 - 12,7 (ciclo combinato); emissioni di CO2 in g/km: 0 (ciclo combinato); classe di efficienza energetica: A
2. Consumo di corrente della e-Golf in kWh/100 km: 14,1 - 13,2 (ciclo combinato); emissioni di CO2 in g/km: 0 (ciclo combinato); classe di efficienza energetica: A
Sviluppo al PC, misurazione a bordo
Il suono elettrico non proviene da un’unica fonte. L’applicatore Wehrmann lo compone sul PC servendosi di più strumenti, proprio come un brano musicale. A tal fine ha messo a punto un software ad-hoc chiamato CarSoundDesigner, che gli permette anche di simulare il suono mentre il veicolo è in marcia. Non per niente la postazione di lavoro di Wehrmann sembra anche un po’ la console di un DJ. Peraltro l’esperto di sound si serve anche di un pedale dell’acceleratore e di un volante per utilizzare il software CarSoundDesigner, proprio come nei videogiochi con auto da corsa. Grazie al software Wehrmann può ascoltare i suoni anche in assenza del veicolo, valutarne la qualità e pronosticare se sia necessario aumentare il livello del volume per determinate frequenze. Il programma tiene anche conto delle proprietà acustiche della carrozzeria, rilevate in precedenza con misurazioni approfondite. L’accordatura prosegue poi in un luogo davvero speciale dello stabilimento di Wolfsburg: il padiglione per l’acustica esterna.
Quando ci si chiude alle spalle la porta spessa 50 cm, simile a quella di una cassaforte, lo si sente immediatamente. Questa stanza di circa 23 metri di lunghezza, 19 di larghezza e 6 metri di altezza è speciale: le pareti e il soffitto sono infatti rivestiti con materiali fonoassorbenti, che minimizzano i riflessi delle onde sonore. Sui timpani si esercita una leggera pressione. Nella stanza regna il silenzio.
Il sound dei futuri veicoli elettrici è leggero e piacevole ed è inconfondibilmente targato Volkswagen.
Al centro del padiglione c’è un banco dinamometrico in grado di simulare la marcia del veicolo fino a 300 km/h, con il quale gli esperti di acustica di Volkswagen perfezionano i suoni creati precedentemente al computer. Qui hanno infatti la possibilità di verificare se il suono che hanno immaginato funziona anche nella realtà. Per farlo posizionano ad esempio dei microfoni su asta con divisori di legno al centro, davanti e dietro al veicolo per riprodurre la percezione stereofonica dei passanti. Sul sedile del passeggero del veicolo testato viene messo un manichino di plastica simile al tronco di una persona e dotato di orecchie artificiali, che è in grado di misurare con esattezza l’effetto del suono sui passeggeri all’interno dell’abitacolo. «Il lavoro nel padiglione acustico è una fase fondamentale nella composizione del suono. Posso reagire direttamente alle misurazioni, apportare modifiche in CarSoundDesigner, trasmetterle al dispositivo di comando sul veicolo e ripetere il test», racconta Michael Wehrmann.
Per comporre il sound definitivo servono innumerevoli misurazioni
Continui calcoli, test e perfezionamenti: la ricerca del rumore elettrico perfetto è un lavoro che richiede tempo e che non dipende esclusivamente dai risultati oggettivi di misurazione. Gli esperti di acustica fanno innumerevoli giri di prova facendo affidamento sulle loro orecchie e sulla loro esperienza, testano l’effetto del suono con l’aiuto di altri partecipanti e controllano le reazioni degli utenti della strada ai diversi suoni. «Per noi persino le condizioni meteo possono fare la differenza», spiega Ingo Hapke. La poltiglia di neve riflette maggiormente le onde sonore, mentre una coltre nevosa le riduce. Per di più, i sound designer di Volkswagen devono anche tenere conto dell’interazione tra diversi veicoli elettrici, evitando che la sovrapposizione dei sound delle auto causi situazioni sgradevoli. «Lavoriamo tanto al computer quanto al volante: ecco perché la professione di esperti di acustica è così interessante», dice Ingo Hapke prima di invitarci a fare un giro all’interno dell’area dello stabilimento.
E in effetti il suono elettrico installato su questa e-Golf funziona. I pedoni sentono arrivare il veicolo in tempo e lo guardano. Alla fine Ingo Hapke parcheggia soddisfatto la e-Golf. Per oggi la ricerca del rumore elettrico perfetto è conclusa. Nel padiglione per l’acustica esterna e sul circuito per le misurazioni acustiche regna nuovamente il silenzio. Le anatre del vicino laghetto artificiale sono ripartite.
Nota in base alla direttiva 1999/94/CE nella versione attualmente in vigore.
Consumo di corrente della e-up! in kWh/100 km: 12,9 - 12,7 (ciclo combinato); emissioni di CO2 in g/km: 0 (ciclo combinato); classe di efficienza energetica: A
Consumo di corrente della e-Golf in kWh/100 km: 14,1 - 13,2 (ciclo combinato); emissioni di CO2 in g/km: 0 (ciclo combinato); classe di efficienza energetica: A
