關于汽車電子的電磁兼容性分析

杜鑫 王淵博

摘 要：隨著電子技術的飛速發(fā)展，越來越多的電器設備應用到汽車上，提升了汽車的整體性能，但由于采用大量電子設備而產生了電磁干擾。文章分析了汽車電子電器電磁干擾的產生，并提出了相應的解決策略。

關鍵詞：汽車；電子；電磁兼容性

引言

電磁兼容性是衡量汽車中電子設備正常性能與功能是否良好的一個關鍵標準，技術人員要想充分保障電子設備在汽車中運用的安全可靠性，就必須認真解決好電子設備電磁兼容性問題，加強對電子設備電磁兼容性控制管理工作。隨著汽車內部電子設備使用數(shù)量的持續(xù)增加，會導致汽車內電子零部件作業(yè)環(huán)境充滿電磁波，這樣一來就會產生電子零部件之間的電磁干擾問題，影響到汽車電子系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

一、汽車電子設備的電磁兼容性研究的重要性

汽車電子設備的電磁兼容性實質是指在汽車正常穩(wěn)定運行過程中，汽車內部各項電子設備之間不會因為產生相互電磁干擾現(xiàn)象，而導致汽車電子設備無法正常有效工作。加強對汽車電子設備電磁兼容性研究的重要性體現(xiàn)在以下幾方面：①能夠幫助工作人員在第一時間發(fā)現(xiàn)電子設備電磁干擾性問題導致的汽車運行安全隱患，根據實際安全隱患問題采取有效控制防范措施，從而提高用戶駕駛汽車過程的安全水平，保障車上人員的生命安全和財產安全。②通過加強對汽車電子設備的電磁兼容性研究工作，能夠確保在設計階段中及時發(fā)現(xiàn)可能存在的不同電磁干擾性安全風險隱患，從而有針對性地優(yōu)化設計電子產品，有效防止在電子設備量產之后造成巨大經濟損失。③汽車電子設備電磁兼容性問題的產生輕則會致使各項電子設備的性能與功能降級，重則將會導致各項電子設備完全損壞，威脅到車上人員的生命安全。通過強化汽車電子設備電磁兼容性問題研究工作，能夠保障電子設備產品的良好電磁兼容性設計水平，降低各項電子產品研發(fā)成本，同時縮短電子產品的實際生產時間，提高企業(yè)在市場上的核心競爭力，吸引更多的汽車廠商。

二、汽車的電磁干擾現(xiàn)象

電磁干擾具體來講就是影響了電子設備的接受信號，產生了噪音。

汽車上的電子設備由總線控制，各個設備間就能通過線路的連接產生干擾。

現(xiàn)象一：當汽車在有高強度的電磁區(qū)域路過時，汽車上的儀表會產生奇怪的擺動，收音機中會發(fā)出“刺啦，刺啦”的噪音。

現(xiàn)象二：汽車在雨天，啟動雨刮器，達到一定車速時，汽車的發(fā)動機燃油點火電子控制系統(tǒng)失去作用。

現(xiàn)象三：某一型號的客車在打轉向燈時車門打開了。這些都是由電磁作怪使車上的功能不能正常使用，都是導致汽車發(fā)生事故的原因。這些干擾是怎么產生的和怎么能減少這些干擾保證行車安全是我們現(xiàn)在要解決的問題。

三、新能源汽車產生電磁干擾的原因

我國在2012年時就對新能源汽車行業(yè)的發(fā)展做出了發(fā)展規(guī)劃。除此之外，新能源汽車技術的未來發(fā)展還被列入國家高技術研究的發(fā)展計劃名單之中。

新能源汽車通常會出現(xiàn)電磁干擾、輻射干擾，主要原因除了上文提到的電驅動設備、DC/DC或者是DC/AC等新能源汽車部件之外，還有新能源汽車本身攜帶的高壓整體系統(tǒng)。高壓整體系統(tǒng)將容易發(fā)出輻射干擾的新能源汽車部件連接在了一起。此外，還有新能源汽車的電池管理系統(tǒng)（又稱之為BMS）和新能源汽車電子控制器（又稱之為ECU）等。這些組成部分也會使新能源汽車產生較強的輻射干擾。

沒有通過電磁兼容測試的新能源汽車產生的電磁干擾除了會對新能源汽車本身的內部構成系統(tǒng)造成不可彌補的不良影響外，還有可能對新能源汽車使用者或是環(huán)境產生不利影響。盡管這種電磁干擾對兩者的危害暫無明確的學術定論，但對那些打算購買新能源汽車的消費者來說，新能源汽車的電磁干擾問題會降低他們的消費熱情。

四、新能源汽車電磁兼容性改善措施

提高電磁的兼容性最主要的措施是降低電器的電磁強度，首先要降低發(fā)電機中的電流，其次是在車燈等會在瞬間產生電流的地方加上電弧抑制器，最后在有電刷的地方加上換向器，電容要很好的過濾電磁波。在降低了汽車內部的電磁干擾后還要考慮電磁的主要傳播途徑，電磁干擾的傳播一般分為傳導干擾與輻射干擾這兩種形式，傳導干擾是通過電流沿著電路進行傳遞，傳到汽車的敏感器件時就會產生干擾的現(xiàn)象；輻射干擾是通過空氣或者其他介質以電磁波的形式向周圍進行輻射，以影響周圍其他設備正常工作的磁場，使設備受到干擾不能正常的運行，汽車受到損害。

4.1改善新能源汽車的電力驅動系統(tǒng)

對電力驅動系統(tǒng)的新能源汽車控制版面、新能源汽車驅動功率版面進行整改，可以減少新能源汽車的電力驅動系統(tǒng)對外產生的電磁干擾。

4.1.1整改新能源汽車電力驅動系統(tǒng)的控制版面

在晶振干擾源中，對其進行接插件線纜處理。通過在控制版面晶振干擾源中加強接插件線纜濾波，使帶有濾波的接插件線纜靠近控制版面晶振干擾源，進而有效降低控制版面的晶振干擾源發(fā)出的電磁干擾能量。

4.1.2整改新能源汽車電力驅動系統(tǒng)的驅動功率版面

電力驅動系統(tǒng)驅動功率版面中的新能源汽車電機控制器產生的電磁干擾比電力驅動系統(tǒng)控制版面中的晶振干擾源產生的電磁干擾還要強出幾倍。針對這個新能源汽車電力驅動系統(tǒng)的主要電磁干擾來源，工程師最好要在新能源汽車電機控制器的外殼上做好屏蔽電磁干擾措施，也就是說，使新能源汽車電機控制器外殼完全封閉。另外，可以將新能源汽車電機控制器的外殼設計成接地模式，同時，在設計中盡量將新能源汽車電機控制器接地面積增大。

4.2改善新能源汽車的電源變換器

新能源汽車電源變換器是主要的電磁干擾源之一，作為新能源汽車的高壓部件，常常進行高壓電流的輸入以及高壓電流的輸出作業(yè)。同時，新能源汽車電源變換器在高壓輸入、輸出時，還會因功率管作業(yè)產生更大的電磁干擾。新能源汽車電源變換器有雙重的電磁干擾源。因此，改善新能源汽車電源變換器的電磁干擾可以采用將新能源汽車電力驅動系統(tǒng)控制版面的磷酸鐵鋰電池走線用覆蓋等方式將容易受到電磁信號干擾的部位屏蔽起來的方法，減少新能源汽車電源變換器等干擾源的影響；也可以合理地布局，將新能源汽車電源變換器內部線數(shù)減少，直接降低新能源汽車整體的電磁干擾信號。除了在新能源汽車電力驅動系統(tǒng)控制方面著手降低新能源汽車的電磁干擾外，工程師還可以通過延長新能源汽車電力驅動系統(tǒng)的驅動功率管通斷時長，從內部減少新能源汽車電源變換器產生的電磁干擾。

五、結束語

汽車電磁兼容性是指汽車上的電子設備在使用的過程中，不受其它電子設備電容的影響，又能在干擾的環(huán)境下正常工作。汽車的電磁兼容影響到汽車的整體結構，也影響著汽車電子設備的使用以及影響到汽車的安全性能。汽車電子設備所產生的電磁波會對周圍的環(huán)境帶來電磁污染，同時，外界的無線電干擾也會給汽車上電子產品的正常工作帶來不利影響。因此，不僅要認識到汽車電子設備的電磁兼容問題，還要提出解決對策以提高汽車的可靠性和安全性。

參考文獻：

[1]唐超，王牧原.關于汽車電子的電磁兼容性分析[J].時代汽車，2019（07）：125-126.

[2]付麗.關于汽車電子的電磁兼容性分析[J].通訊世界，2019，26（01）：148-149.

[3]鐘啟興.關于汽車電子的電磁兼容性分析[J].電子制作，2016（14）：1.

[4]李煒.關于汽車電磁兼容性的研究[J].科技創(chuàng)新導報，2009（02）：94+96.