摘 要:隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,乘客暈車現(xiàn)象愈發(fā)引起人們的關(guān)注,汽車防暈技術(shù)逐漸成為提升用戶體驗的重要研究方向。文章從暈動癥產(chǎn)生機(jī)理及主要影響因素、汽車防暈技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢等三個方面,對汽車防暈技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)性分析,推動汽車防暈技術(shù)不斷創(chuàng)新,助力解決大眾乘坐暈車問題,提升新能源汽車的乘坐舒適性。
關(guān)鍵詞:新能源汽車 汽車防暈技術(shù) 發(fā)展現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢
1 緒論
隨著汽車行業(yè)的迅猛發(fā)展,汽車已成為大眾日常出行的主要方式,然而,有相當(dāng)比例的人群在乘車時會遭遇暈車?yán)_,表現(xiàn)為頭暈、惡心乃至嘔吐等癥狀,極大地影響了旅途的舒適度與愉悅性。面對這一挑戰(zhàn),公眾對于改善出行體驗的需求日益增長,如何緩解乘員暈車問題逐漸成為社會各界關(guān)注的焦點。
根據(jù)研究發(fā)現(xiàn),新能源汽車乘客暈動癥的發(fā)生比例和嚴(yán)重程度明顯高于傳統(tǒng)燃油汽車。新能源汽車是全球汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級、綠色發(fā)展的主要方向,也是我國汽車產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的戰(zhàn)略選擇。在2024年,我國新能源汽車年度產(chǎn)銷量均超過1200萬輛[1]。2025年政府工作報告中提到大力發(fā)展智能網(wǎng)聯(lián)新能源汽車,根據(jù)《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021—2035年)》預(yù)計,15年之內(nèi)新能源汽車技術(shù)仍是政府扶持的主流技術(shù)。
此外,隨著車輛智能化研究的深入,有研究表明較之傳統(tǒng)車輛,自動駕駛車輛暈動癥的發(fā)生率和嚴(yán)重程度明顯增加,進(jìn)一步促使大眾對汽車防暈技術(shù)的關(guān)注顯著提高。
2 暈動癥產(chǎn)生機(jī)理及主要影響因素
2.1 暈動癥產(chǎn)生機(jī)理
在醫(yī)學(xué)和生物學(xué)領(lǐng)域,學(xué)者們對暈動癥發(fā)生機(jī)理進(jìn)行了探索,目前主流觀點有兩類:一類認(rèn)為視覺感知沖突是暈動癥誘因,另一類則支持運動平衡沖突導(dǎo)致暈動癥誘發(fā)。根據(jù)Reason的視覺感知沖突理論,當(dāng)人體遭遇來自前庭系統(tǒng)、本體感受器和視覺通道的信息不匹配時,身體會啟動內(nèi)在調(diào)節(jié)過程以試圖緩解該不適,該理論認(rèn)為視覺感官沖突是導(dǎo)致暈動癥的主要原因[2]。而另一類觀點認(rèn)為運動平衡沖突誘發(fā)暈動癥,該理論認(rèn)為暈動癥狀是機(jī)體為平衡內(nèi)耳器官感知的運動與重力失衡而產(chǎn)生的反應(yīng),持續(xù)的運動刺激會激活前庭器官作用,進(jìn)而促使植物神經(jīng)進(jìn)入應(yīng)激模式,調(diào)整人體生理反饋機(jī)制,最終表現(xiàn)為嘔吐、頭暈等典型癥狀。
2.2 暈動癥主要影響因素
暈車敏感性是一個多因素共同作用的結(jié)果,涉及個體差異以及車輛狀況的復(fù)雜交互。(1)個體差異。暈車敏感性因人而異,研究發(fā)現(xiàn),不同年齡、性別、體質(zhì)、心理狀態(tài)及車內(nèi)行為均會導(dǎo)致暈車敏感性存在顯著差異。例如,兒童由于前庭系統(tǒng)發(fā)育尚未完全成熟,往往表現(xiàn)出更高的暈車傾向;女性在特定生理周期內(nèi),因激素水平變化可能對運動刺激更為敏感,她們經(jīng)歷暈車的幾率相對較高;再如,身體素質(zhì)較差,如患有偏頭痛等疾病的人群,對車輛運動產(chǎn)生的震動、噪音等刺激更為敏感,更容易引發(fā)暈車癥狀;當(dāng)人處于焦慮、壓力很大時也會顯著增加暈車風(fēng)險;此外,如果人在車內(nèi)閱讀、看手機(jī)等也會加劇暈車癥狀。(2)車輛狀況。汽車運行工況及車內(nèi)環(huán)境同樣是影響暈車的重要因素。在車輛加速、減速、轉(zhuǎn)彎等工況下,乘客會因突然受到較大的外力作用而感到不適。特別是在城市交通中頻繁啟停的情況下,車輛快速加速或減速,前庭系統(tǒng)感知到的加速度變化與視覺信息不匹配,極易引發(fā)暈車現(xiàn)象。此外,車內(nèi)氣味、溫度、濕度、噪音及振動等環(huán)境因素也會對乘客的暈車敏感性產(chǎn)生顯著影響[3]。
3 汽車防暈技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
3.1 藥物緩解暈車
針對汽車暈動癥,藥物治療是目前比較常見的暈車緩解方法。暈車藥主要通過調(diào)節(jié)人體的神經(jīng)系統(tǒng)來減輕暈車癥狀。例如,茶苯海明、苯海拉明等抗組胺類藥物,能夠阻斷組胺與受體結(jié)合,抑制前庭神經(jīng)內(nèi)耳功能,從而緩解惡心、嘔吐、頭暈等不適[4]。再如,東莨菪堿貼片則可通過皮膚吸收進(jìn)而作用于中樞神經(jīng)系統(tǒng),同樣具備預(yù)防暈效果。值得注意的是,不同個體的暈動癥狀持續(xù)時間存在明顯差異,從幾分鐘到數(shù)小時不等;當(dāng)暈動癥狀持續(xù)時間較長且表現(xiàn)較為嚴(yán)重的情況下,患者甚至可能出現(xiàn)衰竭或脫水等情況。因此,不同暈車癥狀患者使用藥物時需謹(jǐn)慎,應(yīng)嚴(yán)格遵循醫(yī)囑,注意藥物的劑量、使用時間以及可能產(chǎn)生的不良反應(yīng)。
3.2 優(yōu)化汽車平順性防暈
提升車輛行駛平順性、優(yōu)化汽車性能不僅能降低乘客的暈車風(fēng)險,更讓乘客在旅途中享受到愉悅的出行體驗。以主動懸架系統(tǒng)為例,當(dāng)汽車啟動或加速減速階段,主動懸架系統(tǒng)會通過調(diào)整阻尼特性顯著提升動態(tài)響應(yīng)速度,有效降低車輛俯仰角度的變化幅度,從而減少乘客因車身姿態(tài)快速變化引發(fā)的眩暈;在巡航或勻速行駛狀態(tài)下,主動懸架優(yōu)化減振性能,抑制上下方向的振動傳遞,為乘客提供更加平穩(wěn)寧靜的乘坐體驗;當(dāng)車輛過彎時,主動懸架系統(tǒng)調(diào)整懸架剛度抑制車身側(cè)傾和俯仰,確保車輛操控穩(wěn)定性和乘坐舒適性。再如,輪胎優(yōu)化設(shè)計能提升車輛的平順性。優(yōu)科豪馬ADVAN dB V552輪胎通過獨特的納米聚合橡膠技術(shù)和胎面帶束層加寬設(shè)計,使車輛行駛更安靜,同時改善輪胎隔振性能,有助于緩解乘員暈車不適,提升出行品質(zhì)。
3.3 調(diào)節(jié)車內(nèi)空氣防暈
車內(nèi)空氣質(zhì)量是誘發(fā)暈車的一個重要因素[3,5],通過調(diào)節(jié)車內(nèi)空氣狀況緩解暈車癥狀是目前較為常用且有效的防暈手段之一,主要包括對車內(nèi)空氣的凈化、溫濕度控制等。例如,當(dāng)車內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)開啟外循環(huán)時,可進(jìn)行車內(nèi)外氣體交換為車內(nèi)送入新鮮空氣;有些高端車型加裝緩暈香氛,使車內(nèi)空氣更加清新,仿佛置身于森林之中,有助于緩解乘客暈動癥狀。當(dāng)車內(nèi)溫度偏高時,乘客容易感到悶熱、煩躁,身體代謝加快,會增加暈車發(fā)生風(fēng)險;反之,溫度過低則可能導(dǎo)致乘客身體發(fā)冷,肌肉緊張,也不利于改善暈車癥狀。此外,就濕度而言,濕度過大會使車內(nèi)空氣顯得黏膩,容易滋生細(xì)菌和霉菌產(chǎn)生異味;濕度過低則會使空氣干燥,導(dǎo)致乘客呼吸不暢以及皮膚干裂等,這些都會影響乘車體驗,加重暈動反應(yīng)。一般而言,保持車內(nèi)溫度在一個舒適區(qū)間(通常建議22℃至25℃之間),濕度控制在 40% - 60% 范圍內(nèi),可以為乘客營造出更舒適的乘車環(huán)境,減少因環(huán)境條件不佳所引起的暈動癥狀。
3.4 其他防暈方案
汽車防暈技術(shù)日益多樣化,隨著科技的進(jìn)步,防暈技術(shù)不斷融入其他領(lǐng)域的創(chuàng)新成果。比如,在車上應(yīng)用VR/AR技術(shù)調(diào)整視覺信息,使其與人體前庭信息相匹配,從而減輕暈車癥狀。具體而言,通過在車內(nèi)配備VR設(shè)備,并根據(jù)車輛的運動狀態(tài)實時調(diào)整虛擬場景,讓乘客的視覺感知與車輛實際運動保持一致;或者利用AR技術(shù),將行車信息、道路路況等數(shù)據(jù)以虛擬影像的形式投射到車窗或車內(nèi)顯示屏上,從而讓乘客在關(guān)注這些信息的同時,視覺與前庭感知更加協(xié)調(diào)[6]。目前,已有部分概念車型開始探索上述技術(shù)的應(yīng)用,并取得了一定成效。除此之外,通過改善車廂內(nèi)的聲學(xué)環(huán)境也是減少暈車的有效方法之一,如在車身結(jié)構(gòu)、門板及發(fā)動機(jī)艙等位置使用隔音材料和吸音板材,有效降低外部噪音對乘員的影響,進(jìn)而提升乘坐舒適度并降低暈車的可能性。
4 汽車防暈技術(shù)發(fā)展趨勢
4.1 多技術(shù)融合發(fā)展
未來,汽車防暈技術(shù)將與多個領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)行深度融合,為緩解乘車不適提供全新的視角和手段。當(dāng)汽車防暈技術(shù)與生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域技術(shù)融合,將更加關(guān)注乘客的身體健康狀況。比如,通過集成生物醫(yī)學(xué)傳感技術(shù),可以更準(zhǔn)確地監(jiān)控諸如心率變異性和前庭功能等生理參數(shù),從而為制定個性化的防暈策略提供更為科學(xué)的支持。此外,基于生物醫(yī)學(xué)中關(guān)于運動適應(yīng)性訓(xùn)練理論,開發(fā)出專門用于改善乘車體驗的車內(nèi)訓(xùn)練系統(tǒng),幫助用戶逐步增強(qiáng)對車輛動態(tài)環(huán)境的適應(yīng)能力。
與人工智能技術(shù)融合將顯著提升汽車防暈技術(shù)的智能化水平。人工智能算法可以對大量的車輛行駛數(shù)據(jù)、乘客生理數(shù)據(jù)和暈車反饋數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和學(xué)習(xí),不斷優(yōu)化汽車防暈策略。舉例來說,借助深度學(xué)習(xí)模型來預(yù)測乘客發(fā)生暈動癥的可能性及其具體時間點,從而提前改變車輛運行狀態(tài)與車廂內(nèi)環(huán)境設(shè)置,以達(dá)到更智能且更具前瞻性的防暈效果。除此之外,人工智能還能夠在優(yōu)化用戶界面方面發(fā)揮作用,依據(jù)每位乘客的獨特需求提供更加貼心、自然的人機(jī)交互體驗,進(jìn)而增加他們對于防暈措施的認(rèn)可度和參與感[7]。
材料科學(xué)領(lǐng)域的創(chuàng)新為汽車防暈技術(shù)注入新的活力。新型材料的應(yīng)用可以改善車輛的減振性能、降低噪音水平、優(yōu)化車內(nèi)氣味環(huán)境等。例如,開發(fā)具備高阻尼性能的新式橡膠材料應(yīng)用于懸架系統(tǒng),能更高效地緩解由路面不平引起的振動;利用隔音效能更加優(yōu)異的復(fù)合材料來制造車身及內(nèi)飾部件,有效隔絕外部噪音;將具有吸附與分解有害物質(zhì)能力的納米級材料應(yīng)用于空氣凈化裝置,能夠大幅提升對有害氣體及異味的清除效率。
4.2 智能化發(fā)展
隨著傳感器技術(shù)、人工智能和自動化控制技術(shù)的不斷進(jìn)步,未來汽車有望配備智能自適應(yīng)防暈系統(tǒng)。該系統(tǒng)將集成多種類型傳感器,實時監(jiān)測車輛的運行狀態(tài)、乘客的生理和心理狀態(tài)。例如,通過車內(nèi)攝像頭捕捉乘客的面部表情和眼球運動,判斷其是否出現(xiàn)暈車跡象;利用傳感器感知車輛的加速度、轉(zhuǎn)向角度、速度等信息。基于這些實時數(shù)據(jù),智能自適應(yīng)防暈系統(tǒng)將運用先進(jìn)的算法自動調(diào)整車輛的駕駛模式、調(diào)整車內(nèi)環(huán)境設(shè)置以及優(yōu)化防暈技術(shù)參數(shù)。
(1)駕駛模式調(diào)整:基于采集的人體生理特征數(shù)據(jù),利用大數(shù)據(jù)分析和人工智能算法,根據(jù)每個乘客獨特的生理特點,為其量身定制防暈方案。當(dāng)系統(tǒng)檢測到乘客有暈車傾向時,會自動優(yōu)化車輛的動力輸出和操縱性能。在加速和減速過程中,系統(tǒng)會使動力輸出更加平緩,避免急加速和急剎車對乘客前庭系統(tǒng)的強(qiáng)烈刺激。在轉(zhuǎn)彎時,系統(tǒng)會根據(jù)車輛速度和乘客狀態(tài),自動調(diào)整轉(zhuǎn)向角度和速度,減少離心力對乘客的影響,確保行駛過程更加平穩(wěn)[8]。
(2)車內(nèi)環(huán)境調(diào)節(jié):智能自適應(yīng)防暈系統(tǒng)還將對車內(nèi)環(huán)境進(jìn)行實時調(diào)節(jié)。如果檢測到車內(nèi)氣味引起乘客不適,該系統(tǒng)將自動增強(qiáng)空氣凈化功能,增加新鮮空氣供應(yīng)量,并有效過濾和消除異味;可以根據(jù)乘客的體溫和出汗情況,系統(tǒng)能夠自動調(diào)整座椅通風(fēng)與加熱設(shè)置,以及車內(nèi)的整體溫度和濕度,以確保乘坐體驗的舒適性。此外,可以借助車內(nèi)攝像頭、麥克風(fēng)等設(shè)備,結(jié)合情感識別技術(shù),監(jiān)測乘客的面部表情、語音語調(diào)等,分析其心理狀態(tài),如焦慮、放松程度等。當(dāng)系統(tǒng)監(jiān)測到乘客處于焦慮狀態(tài)時,可能預(yù)示著暈車風(fēng)險增加。根據(jù)乘客的個人喜好和實時心理狀態(tài),對車內(nèi)環(huán)境進(jìn)行個性化調(diào)節(jié)。例如,喜歡溫馨氛圍的乘客,系統(tǒng)會自動調(diào)整車內(nèi)燈光為暖色調(diào),并播放舒緩的音樂;對于容易因視覺信息過多引發(fā)暈車的乘客,當(dāng)監(jiān)測到潛在暈車跡象時,車載屏幕會自動切換到簡潔、穩(wěn)定的界面,減少視覺干擾,為乘客創(chuàng)造一個有助于放松心情、釋放壓力的氛圍,從而緩解乘客乘車中可能出現(xiàn)的眩暈。
(3)防暈技術(shù)參數(shù)優(yōu)化:智能自適應(yīng)防暈系統(tǒng)能夠根據(jù)實時采集的數(shù)據(jù)動態(tài)調(diào)整參數(shù)。例如,基于車輛行駛路面的顛簸程度和乘客的暈車反應(yīng),智能座椅會自動優(yōu)化座椅的振動頻率和振幅,為乘客提供更合適的支撐與緩沖效果,減輕行車過程中產(chǎn)生的晃動感。再如,乘客佩戴了利用虛擬現(xiàn)實/增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)開發(fā)的防暈設(shè)備時,汽車防暈系統(tǒng)會根據(jù)車輛運動狀態(tài)和乘客的視覺反饋,實時調(diào)整視覺場景的參數(shù),使視覺信息與前庭信息更好地匹配,有效緩解暈車癥狀。
5 總結(jié)
汽車防暈技術(shù)對于提升乘坐舒適性,促進(jìn)乘坐愉悅至關(guān)重要。當(dāng)前汽車防暈技術(shù)已取得一定成果,但汽車制造商、科研機(jī)構(gòu)等各方仍緊鑼密鼓地開展汽車防暈技術(shù)研究,以應(yīng)對新能源汽車、自動駕駛車輛所帶來的新挑戰(zhàn)。未來,汽車防暈技術(shù)將朝著多技術(shù)融合發(fā)展、提升智能化水平的方向發(fā)展,推動汽車防暈技術(shù)不斷創(chuàng)新,從而為人們提供更舒適的乘坐環(huán)境,重塑大眾出行體驗。
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