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Mobile Science

汽车电器的电磁干扰及防护

作者

齐爱军 梁志恒

国家电投内蒙古公司矿山机电设备检修公司 029000

随着当前科学技术的不断进步以及发展,越来越多的电子产品都正式进入到了人们的日常生活以及工作过程当中,在汽车领域尤为明显。汽车内部的各种电器设备不但为用户带来了更加全面的使用体验,同时也会因为电磁干扰而产生较为严重的影响。对于汽车电器来说,较为严重的电磁干扰可能会在一定程度上导致相关元器件的失灵,这对于车辆的正常行驶会造成巨大的危害,也正是因为如此,对于当前汽车电器电磁干扰相关问题的研究具有重要的现实意义。

1. 汽车电器电磁干扰存在危害

1.1 损伤汽车内部设备

在汽车内部的硬件方面,电磁干扰很有可能会直接影响到汽车内部电子元器件的正常使用,甚至在较为严重的情况下还会直接导致汽车内部的正常运行出现一定程度的故障,最终导致相关元器件发生严重损毁等情况。硬件损伤很有可能会对汽车内部电子元器件造成不可逆转的损伤,进而将会直接影响到汽车内部相关电器的实际使用效果,与此同时还会在很大程度上降低了汽车的实际运行效率。而在软件方面,电磁干扰很有可能会导致汽车当中的一些电子系统不能够正常的运行,甚至很有可能会在运行过程当中发生突然崩溃的情况,如果这样的问题频繁发生在汽车的正常行驶过程当中,那么将会对汽车软件自身的运行质量产生严重的不良影响。

当前安装在汽车内部的电子设备的维修保养工作与其他电子设备相对来说拥有更加复杂且困难的维修保养工作,不管是对汽车内部的电子元器件还是系统进行更换或者是重装,这些工作往往都要远远复杂与普通的电子维修工作。不仅需要投入更高的维护成本以及相应的维修时间,而且还会给车辆的主人带来金钱以及时间成本上的双重消耗,这样一来就极大的降低了车辆使用者的实际使用体验。

1.2 对汽车驾驶员产生影响

在一般情况下,电磁干扰很有可能会导致汽车内部的各种电器设备的正常功能都不能够有效运行,这就会在一定程度上给汽车的驾驶员带来一定程度的负面影响。比如说如果车辆内部的故障检测系统受到了电磁带来的实际干扰,那么该系统就不能够在正常的行驶过程当中运行相应的检测功能,很有可能就会导致一些潜在的问题不能够被及时发现,系统不能够及时将错误报告给驾驶员,在这样的现实情况下,汽车就很有可能在接下来的正常行驶过程当中突然发生故障,这就直接导致驾驶员不能够及时的排查故障问题,并且只能被迫停留在原地等待汽车维修工作人员的到来。这样一来就直接影响到了汽车驾驶员自身的正常生活以及工作,对各个方面都造成了非常严重的损失。

汽车内部所实际安装的各种传感器、执行器、制动系统以及相应的悬挂系统都是一些非常关键的部件以及相应的操作系统。这些部件和系统在实际的运行过程当中非常依赖电信号的传播,也正是因为如此,一旦车辆内部的电器设备受到了一些较弱的电磁干扰,那么很有可能就会被影响到出现一系列的运行异常情况。而车辆内部的相关部件以及系统的运行异常,很有可能会导致汽车内部的发动机出现突然熄火、制动失灵等紧急情况,而这对于正在行驶当中的汽车来说都是非常危险的情况,不仅会造成财产的损失,甚至很有可能会对汽车内部的人员造成生命的威胁。

1.3 对汽车周边环境产生影响

在当前社会的正常运行过程当中,汽车是最为主要的交通工具之一,对于人们的日常生活以及工作都带来了非常巨大的影响。也正是因为如此,一辆汽车如果在实际的运行过程当中出现了相应的安全问题或者是系统问题,不仅仅会导致汽车内部的驾驶员受到较为严重的生命危害,甚至会对于汽车周围的环境也产生巨大的负面影响。比如说在正常行驶的高速公路上面,如果因为电磁干扰导致部分行驶当中的汽车出现了关键元器件或者是相关系统运行失灵的情况,那么就很有可能导致该车辆在行驶过程当中出现一定的事故问题,甚至在较为严重的情况下还会导致一系列连环追尾等恶性交通事件的发生。

在当前城市内部交通系统的正常运行过程当中,如果因为出现了电磁干扰等问题,导致正在行驶当中的车辆的正常功能突然失效,即便车辆内部的驾驶员可以在第一时间反映到这个问题,采取一定的措施来进行处理,并没有因为电磁干扰造成的系统失灵而导致相应的交通事故,也很有可能会造成城市内部的交通拥堵问题,对于周围出行的人群都会带来一定程度的负面影响。从这样一个方面也可以看出,汽车的使用以及行驶看似只是对汽车内部的驾驶员以及乘坐人员有一定程度的影响,但实际上汽车的行驶已经融入到了居民生活的方方面面当中,对于整个人类群体的日常生活以及工作都会产生非常巨大的影响。

2. 汽车电器电磁干扰具体表现

2.1 音频设备干扰

当前汽车电气当中的音频设备是驾驶员使用频率相对来说比较高的一种电气设备,音频设备可以为车内的人员提供多种的服务,比如说通过播放新闻广播,可以使得车内人员对于路况信息进行较为全面且及时的了解,根据实际情况规划自身的行车路线,这样一来就可以使得在行驶过程当中尽可能的减少不必要的时间浪费。同时路线导航的语音播放功能还可以使得驾驶员不需要频繁的观看导航屏幕,就可以按照正确的导航路线行驶,这样一来在很大程度上保证了行驶过程的安全性。因此一旦音频设备出现了电磁干扰情况,那么这一功能就不能够得到正常的使用,将会直接影响到人们的日常出行,通常情况下,车载语音通话功能还可以通过连接驾驶员的手机来实现通话语音功能,通过使用这样的方式可以很好的防止驾驶员分散自己的注意力,帮助驾驶员能够更加便捷其快速的回复相应的消息。

一旦车辆内部的音频设备受到了来自电磁的现实干扰,那么诸如路况,天气以及新闻等广播就不能够正常的被驾驶员收听。与此同时,驾驶员在实际的行程过程当中也并不能够与外界展开较为顺畅的沟通障碍,将会直接影响到人们的日常生活以及工作。与此同时,受到电磁干扰的音频设备也很有可能会不断的发出杂音,这样一来对于驾驶员自身的听觉以及心理状况也会产生不同程度的负面影响,从整体来看,音频设备如果受到了电磁干扰,那么将会直接导致驾驶员自身的驾驶体验感大大降低。此外,车载音频设备的稳定性对于行车安全至关重要,一旦出现干扰,不仅影响信息获取,还可能引发驾驶焦虑,增加事故风险。因此,确保音频设备的抗干扰能力,是提升驾驶体验和保障安全的重要环节。

2.2GPS 信号干扰

在当前汽车的实际行驶过程当中,GPS 系统的应用已经变得非常普遍了,基本上是每一辆汽车上面必须要安装的设备,也正是因为如此,GPS 系统不仅可以帮助驾驶员能够更加准确且快速的寻找到前往自身目的地的最佳路线,同时还可以一次性的完成针对车辆自身的定位情况,这样一来实际上也是为车主提供了更加完善的个人财产安全保障,与此同时,在目前发生的一些交通案件当中,GPS 系统也可以很好的为警方提供供车辆的实时定位信息,非常有效的帮助警方。快速的解决问题。这样一来也是在一定程度上保障了人们的生命财产安全不会受到侵害。

如果在车辆的正常行驶过程当中遇到了电磁干扰的情况,那么就很有可能导致 GPS 系统自身的稳定性受到较为严重的破坏。比如说电磁干扰很有可能就会形成比较强的电磁波信号,这样一来 GPS 系统自身的信号传输感知就会被电磁信号干扰并且屏蔽,这样一来 GPS 系统就不能够与外界展开较为稳定的沟通和交流,从而也就导致 GPS 系统自身能够实现的定位功能失效。还有一些汽车内部的电气设备也会在一定程度上受到相应的电磁干扰,在这样的现实情况下就会对 GPS 系统自身的信号传输以及接收功能造成较为严重的扰乱,直接导致 GPS 系统自身出现较为严重的信号丢失等问题,导致 GPS 系统并不能够充分的履行好自身的职能,给出较为精准的路线,导致驾驶员在实际的驾驶过程当中出现绕弯路等不良情况。

3. 汽车电器电磁干扰防护措施

3.1 采用良好隔离措施

隔离工作的原理主要在于将汽车各个电气设备之间的信号线路进行较为有效的分隔,这样一来就能够达到较为良好的屏蔽电磁干扰的实际效果。在当前进行隔离措施的过程当中,主要可以具体的分为物理隔离以及电气隔离两种方式。物理隔离顾名思义就是通过使用一些物理的手段,将汽车的内部的电气设备进行有效的分隔,同时在分隔过程当中使用一些效果比较好的隔离材料,这样一来就可以有效的降低电气设备之间可能产生的相互电磁干扰影响,与此同时又不会妨碍到各个电气设备自身的正常运行。一般情况下,不同的隔离材料具有不同的价格,同时最终产生的隔离效果也会有一定整个差异,这就需要驾驶员以及汽车厂商根据实际的情况来进行选择。就目前的现实情况来看,电气隔离是一种比较重要的防护手段,该种手段实际能够起到的电磁干扰防护效果是非常显著的,已经广泛的运用到了当前车辆的生产制造过程当中。该种隔离手段的主要原理是通过在信号线路以及地线之间加入相应的电容器,这样一来就可以实现电气与其他信号线路,电源线路之间的隔离,最终就可以达到降低甚至是完全屏蔽电磁干扰的实际效果,这样的方法一般情况下适用于绝大多数汽车电器的防护当中,从而能够从根源上降低电磁干扰所实际带来的影响。

3.2 屏蔽可能存在的干扰源

屏蔽可能存在的干扰源,这样一些防护措施在实际执行过程中重点就在于需要选择较为合适的屏蔽材料,就目前的现实情况来看,在这一措施的实际应用过程当中,大多数都使用了铜、铝等材料来制作具有较为良好导弹性的金属片或者是相应的金属网格等,这样一来就可以很好的将干扰源可能产生的电磁信号进行有效的隔离,尽可能的防止电磁干扰情况的发生。与此同时还可以非常有效的减少电磁辐射对于驾驶员以及乘坐车辆人员可能带来的身体健康危害。

就目前的现实情况来看,相关的工作人员必须要能够从汽车的设计以及生产的环节就开始真正的将屏蔽材料直接在生产过程当中安装在相关电器部件的外部,这样一来就可以非常有效地保证在后续汽车的实际行驶过程当中,内部电气设备自身实现安全稳定的运行。比如说在生产和设计环境当中就可以使用屏蔽罩来切实保证汽车内部电路板在实际的运行过程当中并不会发生超量的信号干扰以及电磁辐射等现象,在汽车的底盘以及车门等位置也可以使用相应的匹配材料,这样一来也可以很好的保证汽车内外的电磁信号传输被有效隔离。

3.3 设置接地线

通过采取设置接地线这一个措施的原理,主要是可以将汽车电器自身的金属外壳或者是框架直接连接到地面,这样一来就可以非常有效的避免相关电磁信号的积累,同时还可以防止这些电磁信号在汽车内部进行传播。虽然设置接地线的方式可以很好地防止电磁信号产生的干扰,但是这样一个防护方式在实践过程当中也有一个难点,主要是在于要切实保证接地线自身的稳定性以及较高的质量。也正是因为如此,在进行汽车相关电路设计的实际过程当中,设计工作人员必须要能够充分的结合车内电气设备的实际分布情况来进行接地线的设置以及安装工作,这样一来才能够更好的实现信号的串联传导,进而达到降低电磁干扰的实际效果。接地线的材料在实际的选择过程当中也是一个非常关键的环节,较为良好的材料可以有效的降低电阻,进而减少电磁干扰信号在实际传输过程当中可能发生的泄漏问题,也正是因为如此,导电性是接地线材质再去点的过程当中必须要关注的一个重要指标,同时在安装过程当中还需要注意接地线接投资人的稳固性以及接触质量,充分的考虑到车身如何才能够提高接地质量的现实问题。

4. 小结

针对当前汽车电器在实际使用过程当中可能产生的电磁干扰防护工作是目前汽车电子控制系统当中非常重要的一个研究方向,通过这些防护措施可以非常有效的提高车辆的实际可靠性,同时改善车辆内部综合性能,切实保证车辆正常行驶当中的安全性。一般情况下,电磁干扰会直接影响到车载电器的正常工作,也正是因为如此,相关工作人员必须要能够采取更加科学合理的方法来尽可能的减少电磁带来的干扰或者是屏蔽,更进一步的提升汽车电器的实际使用质量,从而更加有效的保证车辆在实际行驶过程中的安全性。

参考文献:

[1] 张银华 , 朱廷顺 . 汽车电器电磁干扰及防护的探讨 [J]. 时代汽车 ,2021(12):19-20.

[2] 唐静娴 . 汽车电器电磁干扰及防护的探讨 [J]. 科技与创新 ,2020(16):77-78.

[3] 范丽 . 汽车电器电磁干扰及防护的探讨 [J]. 农业开发与装备 ,2018(1):130.