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浅析智能网联汽车感知系统电磁兼容性

2020-09-06罗意王伟

时代汽车 2020年13期
关键词:智能网联汽车

罗意 王伟

摘 要:在社会经济不断发展的过程中,也是意味着大量资源的消耗,因此不仅仅是在我们国家,对于国外而言,同样如此,都是面临着如何减少能源的消耗以及保护环境的问题,而随着汽车能源革命的开始,这也是代表着在将来,纯电动机汽车将会逐渐的退出历史舞台。在当前的社会大背景下,智能网联汽车的诞生以及大范围的推广应用这也是必然的,这也是受到了科学技术发展的大力推动。而对于智能网联汽车而言,感知系统就相当于汽车的耳目,在感知系统当中,现阶段所用到的电磁兼容技术,能够有效的提升汽车感知系统的性能,下面本文则以此为基础展开论述。

关键词:智能网联汽车 感知系统 电磁兼容性

1 智能网联汽车概述

智能网联汽车作为将来汽车制造行业发展的主要方面。在智能网联汽车当中,必定会用到各种现代化的科学技术,并且在车内也是会搭载车载传感器、执行器和控制器等各种装置,通过利用现代化的科学技术以及这些先进的设备,来实现两者之间的融合连接,从而实现汽车、人员以及路况这些因素之间的职能信息交换和共享[1]。现阶段所研发的智能网联汽车有着非常明显的几点特征,分别是智能化、电动化、共享化、网联化还有轻量化。智能网联汽车是将网联式汽车和职能汽车所具有的优势进行了整合优化,因此智能网联汽车其在技术架构方面也是体现了三横两纵的特点,所谓三横指的就是信息互交、车辆还有基础支撑三个领域的技术,两纵则指的是基础设施以及车载平台。

2 电磁兼容技术发展现状分析

相较于国外而言,我们国家对于电磁兼容技术的研究由于起步的时间较晚,因此还是没有太过深入的研究,但是在国外,对于这一技术的研究在上世纪八十年代就已经是对电气设备其电磁兼容的指标提出了强制性的认证要求,而对于运用电磁兼容技术所生产的电气设备,同样是需要经过一系列严格的审核才能够向市场投放。然后,在我们国家当中,对于电磁兼容技术的也是关注的时间较晚,因此对于该技术也是没有较深的研究,甚至于在很多的电气设备生产的过程当中,都是对于该技术没有营养。而在这种情况下,也就导致我们国家所生产的很多电气设备都是不同通过国外的电磁兼容测试,影响到电气设备在国外市场的销售[2]。鉴于此,国人才开始逐渐的加强了对于电磁兼容技术的重视程度,开始对该技术进行研究,但是因为起步已经较晚,所以也是错过了很多的发展机遇。随着我们国家在加入到WTO之后,我国政府也是开始制定一系列有关电磁兼容方面的制度,采用了各种方法、开拓了各种渠道来进行对电磁兼容技术的研究,且展开了一系列的培训活动,现如今电磁兼容技术已经成为全社会关注的焦点。

3 智能网联汽车感知系统电磁兼容问题分析

安全性以及可靠性是智能网联汽车其感知系统的电磁兼容性所必须要重点的两个方面,尤其是在近几年来,在我们国家智能网联汽车不断发展的过程当中,在汽车的制造领域当中,也是有着越来越多的高新技术被应用其中,而在这种情况下,也是导致汽车其感知系统的电磁兼容性存在的问题也越来越多,再加上国家对于电磁兼容性的要求也是越来越高。所以,智能网联汽车想要获得更好的发展,就必须要加强对于电磁兼容的重视[3]。

3.1 智能网联汽车感知系统电磁兼容性存在的问题

智能网联汽车其感知系统的兼容性,有一个非常明显的特点就是看不见也摸不着。因此要确定电磁信号之间是否存在着干扰,是有着非常大的困难。然而虽然看不见摸不着,但是需要明确的一点就是电磁干扰的存在,就必然会导致汽车故障的出现。当前,在电磁的兼容性方面,主要有以下几个问题:第一个问题为当汽车在高速公路上行驶的时候,如果遇到降雨天气,在打来雨刮器时,就会出现电控气动门自动打开的故障。而对于智能网联汽车而言,其ABS系统的灵敏度非常高,而在这种情况下非常容易造成追尾事故。第二个问题就是当智能网联汽车在离雷达较近的公路上行驶时,非常容易出现自动熄火的现象。而这两种情况的存在,就说明了电磁干扰现象的存在[4]。

3.2 影响智能网联汽车电磁兼容性能的几个主要因素分析

3.2.1 智能网联汽车内部存在的电磁干扰源

第一,汽车的启动系统。在汽车的啟动过程中,会产生很强的电磁干扰,这是因为这一系统是由电感、电阻、电容还有线圈所共同组成的振荡电路,在汽车启动的时候,由于受到电压的影响,就会产生非常强烈的电磁干扰,从而对于车内的其他电器设备产生电磁辐射干扰。

其次,电源系统。智能网联汽车的电路系统核心电源是蓄电池和交流发电机,车体作为共同搭铁,各个电子电器装置并联其上。电源系统存在着两种过电压,一是瞬变性过电压,二是非瞬变性过电压。其中,瞬变性过电压是由于磁场衰减或者切换感性负载而产生的,瞬变性过电压的特点是持续时间短,但是幅值非常高,瞬变性过电压对车载电器设备的干扰力度比较小,而有可能会造成一些敏感度比较高的车载电子装置发生故障,比如电子调节器、电子点火装置等等[5]。而非瞬变性过电压是由于磁场回路或者是调节器故障所造成的,非瞬变性过电压很容易造成车载电子电器设备的直接损坏。

然后,电动机。智能网联汽车上面所使用到的电机数量种类是非常多的,比如风扇电机、空调电机、起动机、刮水器电机、车窗电机、座椅电机等等,这些电机都属于永磁直流电动机,其在运转过程中出现电火花是不可避免的,而且也很容易对车内的其它电气设备带来电磁干扰,影响到其他电子电器设备的正常使用。不过当前智能网联汽车中使用的都是性能比较理想的封闭金属外壳的屏蔽罩,其能够有效降低辐射电磁干扰信号的影响,但是,其也不能百分百保证其可以彻底杜绝电磁干扰情况的发生。

最后,静电放电干扰。静电放电干扰不同于上述几种电子电气设备,其所产生的电磁干扰是由于不同物质之间的摩擦作用而产生的。比如,智能网联汽车的车轮与地面之间产生摩擦现象、驾驶人所穿衣物与电动座椅之间产生摩擦现象、汽车车身和空气之间产生摩擦现象等等,这些都有可能导致静电的产生,进而引发静电放电现象的出现。静电放电的影响力比较小,但是放电电流会造成传导干扰,放电火花也会形成辐射干扰,这些干扰都有可能会导致电子控制单元出现错误动作,进而对电子电气设备产生永久性的破坏影响。

3.2.2 智能网联汽车外部存在的电磁干扰源

首先,自然干扰。何为自然干扰,顾名思义,即因为自然现象而引起的电磁干扰,通常比较常见的干扰因素有大气层电场电离层的变化、雷雨闪电、太阳黑子的电磁辐射等等。这类自然现象引起的电磁干扰虽然极具复杂性,但是,对于目前智能网联汽车来说,因为自然现象引起的电磁干扰几乎可以完全忽略掉。但是,一些特殊情况还是要引起高度重视的,比如雷击现象,一旦汽车遭受雷击侵袭,其所产生的影响将不仅仅是电磁影响,而很有可能直接造成车毁人亡的严重后果。其次,人为干扰。何为人为干扰,其指的是智能网联汽车外部人工装置所造成的电磁干扰。比如周边车辆启动系统的辐射干扰、附件高压电力系统的辐射干扰、无线电发射机以及相关通讯设备的电磁波干扰、车外雷达的干扰等等。

3.2.3 电磁干扰传播路径

第一点,辐射干扰。所谓的辐射干扰指的就是电磁干扰源所产生的电磁能量以场的方式向着附近的空间传播。在智能网联汽车当中,其电磁场强主要有两个方面,分别是外界电磁辐射场强还有车载电子辐射场强。而且,辐射干扰的路径也是非常的复杂,不具备一定的规律,因此电磁有可能直接辐射到电气上,还有可能辐射到线束上,通过线束对电器产生影响[6]。第二点,传导干扰,所谓传导干扰指的就是电磁干扰会借助于导线,而传输到电器的内部,这些导线包括电源线、信号性还有控制线等等。而在智能网联汽车当中,由于其并不会直接和外界产生电路连接关系,所以,在智能网联汽车当中,所出现的传导干扰通常都是由于车内的电器所导致的。通常情况下是由电动机、继电器、感性负载的瞬态脉冲电压所导致的,然后进一步对一些车载电器其零部件产生影响,导致运行出现异常。

4 结语

对于智能网联汽车其电磁兼容问题,需要从刚开始的设计阶段以及生产阶段就要加强重视,并且在整个的过程当中,都要进行测试以及仿真分析,这样才能够确保汽车的电磁兼容性能够达到相关的要求标准,确保汽车的安全性以及可靠性。

參考文献:

[1]陈虹,郭露露,宫洵,高炳钊,张琳.智能时代的汽车控制[J/OL].自动化学报:1-21.

[2]袁朝春,王桐,何友国,SHENJie,陈龙,翁烁丰.传感器感知盲区条件下智能汽车主动制动系统控制研究[J].农业机械学报,2020,51(02):363-373.

[3]谢卉瑜,杜志彬,孙亚轩.自动驾驶汽车感知系统概述[J].时代汽车,2019(18):29-30.

[4]周军,徐瑞.汽车自动驾驶系统与人工智能的结合分析[J].内燃机与配件,2019(12):245-246.

[5]陶永峰,吴亚刚.基于城市快速路的网联汽车测试应用探索[J].中国交通信息化,2019(S1):105-108.

[6]付佐毅.轻量级卷积神经网络在智能驾驶感知系统中的应用[D].华中科技大学,2019.

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