汽車電子電磁兼容測試標(biāo)準(zhǔn)體系及抗干擾措施的相關(guān)分析

孫華

摘要：隨著信息技術(shù)智能化的迅速發(fā)展，汽車技術(shù)也逐步的在向智能化的方向靠攏，因此加強(qiáng)對車輛內(nèi)部電子設(shè)備的電磁兼容測試標(biāo)準(zhǔn)體系及抗干擾措施的研究顯得十分必要。【1】-【3】但是在我國目前的現(xiàn)狀來看，汽車制造技術(shù)仍舊相對落后，對汽車電子電磁兼容測試標(biāo)準(zhǔn)體系及抗干擾措施等問題考慮的不全面。本文就是從汽車電子設(shè)備的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)試著進(jìn)行分析和研究，為汽車電子的抗干擾相應(yīng)措施提供可靠性。

關(guān)鍵詞：汽車電子 電磁兼容 測試標(biāo)準(zhǔn)體系 抗干擾措施

隨著車貿(mào)行業(yè)以迅雷不及掩耳之勢的發(fā)展形勢以及各車商市場的激烈競爭對于各種類型的車載電器、電子設(shè)備以及車載網(wǎng)絡(luò)等設(shè)備的普及應(yīng)用起到非常關(guān)鍵的作用，針對我國自主研發(fā)的汽車企業(yè)來說，采用智能化的操控技術(shù)對于提高車輛的技術(shù)水平至關(guān)重要。汽車電磁兼容技術(shù)的含義就是保證汽車的每一個(gè)零件都能在電磁兼容的環(huán)境中達(dá)到令人滿意的工作程度，與此同時(shí)汽車在任何行駛過程中都不受到任何的電磁干擾。

一、汽車電子設(shè)備電磁干擾原理的分類

車輛行駛的過程中由于車輛自帶的電子設(shè)備在運(yùn)行負(fù)荷中，其受來自電子監(jiān)控設(shè)備、移動(dòng)信號、其他車輛等環(huán)境中的電磁能力的影響。從而導(dǎo)致汽車電子設(shè)備上電磁干擾的來源寬泛?！?】-【5】電磁干擾原理分為以下三種：第一種，是車外電磁干擾，車外電磁干擾一般是指在特定的空間和時(shí)間里，其最主要的是在汽車行駛的過程中受外部電磁環(huán)境的干擾，例如：雷電電磁干擾、高壓輸電線、變電站以及大功率無線電發(fā)射站的電磁干擾等等。汽車環(huán)境外相關(guān)的電子設(shè)備都會產(chǎn)生一定的干擾，行駛中挨著很近的汽車也是其中之一。第二種，是車體靜電干擾，車體靜電干擾主要是由于汽車在行駛的過程中汽車的身體與空氣的高速摩擦，從而在汽車的身體上形成了不均勻的靜電。車體靜電干擾同樣與汽車的外部環(huán)境有關(guān)，車輛車身在高速行駛中與空氣產(chǎn)生的流動(dòng)性，會導(dǎo)致空氣與車輛的摩擦，形成一定的干擾源，對車輛中的電子設(shè)備造成了或多或少的電磁干擾。第三種，是車輛內(nèi)在的電磁干擾，車輛內(nèi)在電磁干擾主要包含車輛發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)以及散熱風(fēng)扇等等產(chǎn)生的電子雜音，車輛電機(jī)在高速的轉(zhuǎn)動(dòng)過程中通過變向電刷導(dǎo)致車輛的內(nèi)在發(fā)生了電磁干擾，同時(shí)車燈、空調(diào)、音箱等開關(guān)也是放電干擾源之一。【6】-【7】車輛內(nèi)部的電磁干擾關(guān)鍵的就是車輛電子設(shè)備運(yùn)行時(shí)的互相干擾，最為重要的是車輛點(diǎn)火瞬間所產(chǎn)生的超強(qiáng)電磁干擾源。

二、汽車電子電磁兼容測試的標(biāo)準(zhǔn)體系

電磁波過量的產(chǎn)生能夠阻礙其他設(shè)備的正常運(yùn)作是眾所周知的，汽車企業(yè)正逐漸的從人工操作向人工智能方面發(fā)展。【8-9】而車輛的內(nèi)部電子設(shè)備電磁兼容的測評準(zhǔn)則是，車輛電磁兼容和測試技術(shù)尤為關(guān)鍵的依據(jù)，電子設(shè)備電磁兼容貫通于所有汽車行業(yè)，所涉及的電磁兼容與測試的全部經(jīng)過。【10-11】尤其是在其他國家，都是十分重視車輛內(nèi)部的電子設(shè)備電磁兼容的問題的，其中很多國家對汽車電子設(shè)備電子兼容性標(biāo)準(zhǔn)的工作進(jìn)行了制定，都有了屬于自己的汽車企業(yè)的電磁兼容的標(biāo)準(zhǔn)，比如梅塞德斯-奔馳公司，法國的標(biāo)致-雪鐵龍公司等，已經(jīng)形成了比較完善的汽車電子設(shè)備電子兼容性的標(biāo)準(zhǔn)體系，這些國家的汽車企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)比國際上通用的標(biāo)準(zhǔn)要嚴(yán)格非常多，以應(yīng)對更加嚴(yán)酷的電磁環(huán)境。與此我國不斷的吸收國外的經(jīng)驗(yàn)，積極的與國外的兼容技術(shù)接軌，同時(shí)也制定了汽車電子設(shè)備電磁兼容性的標(biāo)準(zhǔn)，并不斷完善和升級，對于汽車電子設(shè)備的電磁兼容的標(biāo)準(zhǔn)對測量方法及最大干擾的允許值進(jìn)行了明確的規(guī)定。

三、汽車電磁兼容性的含義

新技術(shù)在汽車上的廣泛應(yīng)用，使得人們更加注重汽車電器系統(tǒng)的電磁兼容性，因此也對汽車電磁的兼容性提出了更高的要求。汽車的電子設(shè)備工作在不斷行駛變化的汽車上，電子設(shè)備的操控技術(shù)和電子裝置必須互相之間能夠更好的適應(yīng)。車輛電子設(shè)備電磁兼容性，首要是指車輛在運(yùn)行的過程中不受干擾的能力。依據(jù)汽車電磁干擾的特點(diǎn)，汽車電磁干擾的三要素主要包括干擾源、傳播途徑以及敏感設(shè)備。其中在汽車電磁干擾形成的過程中，電磁干擾源是在汽車啟動(dòng)的過程中電壓變化相對來說較大的一種設(shè)備。而電磁干擾傳播途徑主要包括傳導(dǎo)以及輻射干擾，例如：傳導(dǎo)干擾主要說的是汽車啟動(dòng)的點(diǎn)火機(jī)構(gòu)，輻射干擾主要說的就是無線電的干擾。汽車電子設(shè)備形成的核心電源主要包括以下三種，首先是車輛電池，其次是車輛的發(fā)電機(jī)，最后是車輛車身為電路網(wǎng)路，通過傳輸電力與地線相互之間均可形成干擾，同時(shí)因?yàn)樘炀€效應(yīng)的原因不相鄰之間的導(dǎo)線也會輻射干擾，由于在行駛的過程中由內(nèi)而外形成的錯(cuò)綜復(fù)雜的電磁能量，使得車輛全部系統(tǒng)遭受較為廣泛的電磁干擾源。

四、汽車電磁兼容的標(biāo)準(zhǔn)分類

車輛內(nèi)部電子設(shè)備的電磁兼容問題在國外已經(jīng)被受到了廣泛的關(guān)注，其已經(jīng)成為國際上重點(diǎn)研究的一項(xiàng)課題，并且國外在很早之前就制定了汽車電磁兼容性的標(biāo)準(zhǔn)，而當(dāng)下汽車電磁兼容性的標(biāo)準(zhǔn)體系已經(jīng)逐漸的完善。汽車技術(shù)水平的提升與電子設(shè)備技術(shù)密不可分的，車輛的安全性、舒適性以及穩(wěn)定性離不開車輛內(nèi)部電子設(shè)備的保駕護(hù)航。由于車輛的總數(shù)持續(xù)增長，從而使車輛電磁內(nèi)部的環(huán)境演變的愈發(fā)嚴(yán)重。同時(shí)車輛電子設(shè)備的門電路對電磁的干擾相對來說更為明銳，設(shè)備之間互相干擾的問題層出不窮。電子設(shè)備出現(xiàn)問題時(shí)，對汽車的影響是十分嚴(yán)峻的。從輕的方面來講，電子設(shè)備的功能發(fā)生一定的降級，叢嚴(yán)重的方面來講，電子設(shè)備的失效，將會直接給汽車安全行駛帶來嚴(yán)重的威脅。

（1）、汽車電磁兼容的標(biāo)準(zhǔn)分類及我國國內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)

車輛電子系統(tǒng)的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)化確定是由國家標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）完成的。我國車輛內(nèi)部的電子兼容設(shè)備已經(jīng)在逐步的引進(jìn)發(fā)達(dá)工業(yè)國家的經(jīng)驗(yàn)，雖然起步晚，但是發(fā)展較快。隨著汽車電子兼容設(shè)備的不斷發(fā)展，各大檢測的機(jī)構(gòu)，公司都相繼在建立或者正在建立屬于自己的電磁兼容實(shí)驗(yàn)室，同時(shí)制訂了汽車電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)。尤其是在我國汽車電子兼容得到了國家實(shí)驗(yàn)室委員會的認(rèn)可，從而使得我國的車輛電磁兼容的試驗(yàn)出現(xiàn)了長足的進(jìn)步。我國現(xiàn)在的汽車電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)主要有GB14023_2006《車輛、機(jī)動(dòng)船和由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的裝置無線電騷擾特性限值和測量方法》，GB18655_2002《用于保護(hù)車載接受機(jī)的無線電騷擾特性的限值和測量方法》，在這個(gè)過程中不斷的向更高的等級發(fā)展，并逐漸做到更好，并確切的對測量的方式和干擾源的允許值進(jìn)行了規(guī)定。國家級車輛內(nèi)部電子電磁的檢測中心主要包括上海、天津等汽車檢測中心，其中某一些比較大的工廠都具備電磁兼容暗室，并給我國的車輛內(nèi)部電子電磁兼容發(fā)展提供了強(qiáng)有力的支撐。依據(jù)我國當(dāng)下的現(xiàn)狀來看，車輛內(nèi)部電子電磁的兼容性的標(biāo)準(zhǔn)需要進(jìn)一步的完善，并且在當(dāng)下的發(fā)展環(huán)境中，汽車電磁兼容性缺乏統(tǒng)一的制度標(biāo)準(zhǔn)，需要由相關(guān)部門對此進(jìn)行不斷的改進(jìn)和完善。

（2）、汽車電磁兼容國際性標(biāo)準(zhǔn)（ISO電磁兼容方面的標(biāo)準(zhǔn)）

ISO 11451《道路車輛一窄帶輻射電磁能量所產(chǎn)生的電氣干擾一整車測試法》。其中11451標(biāo)準(zhǔn)主要面向的是整個(gè)汽車電磁系統(tǒng)的，主要是針對抑制窄帶電磁輻射的干擾問題，主要內(nèi)容包含了四個(gè)部分，分別為在基礎(chǔ)概念以及定義、外源性的輻射干擾、車體內(nèi)發(fā)射系統(tǒng)防身、大電流輸入（BCI）。而ISO 11452《道路車輛一窄帶輻射電磁能量所產(chǎn)生的電氣干擾一零部件測試法》，針對的是具體零部件的電子干擾測定，而針對的同樣為抑制窄帶電磁輻射的干擾問題，主要內(nèi)容為十一個(gè)部分。見下表：

ISO 10650系列標(biāo)準(zhǔn)。ISO 10650《道路車輛一靜電放電產(chǎn)生的電氣干擾》針對的是人與車輛在近距離接觸過程中發(fā)生的靜電放電對汽車電子系統(tǒng)的干擾問題。

五、汽車電子設(shè)備的電磁兼容的抗干擾性措施

（1）、減小汽車電子設(shè)備的電磁干擾的強(qiáng)度

綜合提高汽車電子設(shè)備的電磁性能，其中最關(guān)鍵的一環(huán)就是降低車輛電子設(shè)備的電磁干擾程度。首先是對車輛電子設(shè)備的電源、啟動(dòng)、燈光、信號等電氣系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化工作，將汽車電子設(shè)備中的閃光器在觸點(diǎn)前加上電弧的抑制器，閃光器即繼電器觸點(diǎn)的結(jié)構(gòu)。一方面可以將降低內(nèi)部的濾波電路以此來降低電流的噪聲。另一方面要優(yōu)化進(jìn)行布線針對各種電力控制系統(tǒng)的線路板，通過這種方法來減少車輛電子設(shè)備的電磁發(fā)射強(qiáng)度。其次針對汽車上的各種控制開關(guān)，必須選用最為合適的汽車電子元器件，例如較低頻的模塊，利于降低電磁干擾有至關(guān)重要的功效。最后為了有效的滿足車輛內(nèi)部的全部功能的需要，降低車輛內(nèi)部電子設(shè)備的功率勢在必行，不僅完美的降低車輛電子設(shè)備的電流干擾源，同時(shí)大大降低了電子設(shè)備的電壓干擾源，與此同時(shí)有效的降低了汽車電子設(shè)備干擾強(qiáng)度較強(qiáng)的目標(biāo)。

（2）、抑制干擾的傳輸

綜合提高汽車電子設(shè)備的電磁性能，必須要抑制電磁干擾的傳輸。首先要運(yùn)用屏蔽殼體封裝的方式，在汽車電控系統(tǒng)使用的電控單元來屏蔽汽車電子干擾源的設(shè)備以及有關(guān)的線束。其次增加線束的濾波，其是防止電磁干擾的一項(xiàng)關(guān)鍵的舉措。因此為了降低汽車電磁的電從一部分傳到另一部分，以及輻射的干擾，針對較長的線束，必須要增加線束的濾波。然后對于線束必須進(jìn)行合理的規(guī)劃，將大小功率的電路合理的拆分，有效的減小線路之間的感應(yīng)降低干擾源。最后改善車輛電子設(shè)備的接地，從而為達(dá)到降低高頻及感應(yīng)加熱技術(shù)以及對電路中電流所起的阻礙作用，應(yīng)加強(qiáng)良好的接地布置和改進(jìn)的地線搭接。

（3）、降低電子設(shè)備接收干擾的強(qiáng)度

綜合提高汽車電子設(shè)備的電磁性能，最重要的抗干擾措施就是減少車輛電子設(shè)備接收干擾的來源。將電子線路進(jìn)行壓縮減小占用空間，以此來阻礙干擾源。以及環(huán)路面積，從而有效的減小設(shè)備接收干擾的面積，最有效的方法就是通過采用兩根具有絕緣保護(hù)層的銅導(dǎo)線傳輸面積小的方法。在車輛電子設(shè)備全部位置不發(fā)生改變的狀況下，增加車輛電子設(shè)備干擾源的程度，對敏感部位安裝的具體位置進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，從而有效的實(shí)現(xiàn)汽車電子設(shè)備到干擾源距離的加大。

（4）、漏電耦合干擾的抑制

耦合干擾的形成原因主要是來源與漏電現(xiàn)象，所以抑制漏電耦合的干擾最關(guān)鍵的就是要進(jìn)行提前的預(yù)防，及時(shí)的針對汽車的電子設(shè)備的運(yùn)行情況定時(shí)的檢查，清理電子設(shè)備內(nèi)部的灰層，為電子設(shè)備有一個(gè)良好的工作環(huán)境提供保障。汽車電子設(shè)備的干擾因素其實(shí)種類是非常多的，所以選擇科學(xué)合理的抑制措施來抑制不同的干擾情況是十分有必要的，從而確保車輛內(nèi)部電子設(shè)備能夠正常的工作。

（5）、接地與抗干擾措施

汽車的接地系統(tǒng)在工作的過程中，主要使用的處理方式使多點(diǎn)接地，這種工作方式的優(yōu)勢在于可以保持接電的電位不為零。但是這種接地形式會產(chǎn)生較大的電位差，從而導(dǎo)致汽車電子設(shè)備的輸入電過程遭受到較大程度的干擾，嚴(yán)重影響了汽車電子設(shè)備的工作效率。為了解決接地系統(tǒng)帶來的干擾，可以采用單點(diǎn)接地的形式，將全部的地線通過單一的電源地線進(jìn)行連接，同時(shí)對地線的寬度進(jìn)行加大處理，從而達(dá)成消除干擾的效果。

（6）、空間干擾與抗干擾措施

汽車電子設(shè)備受到的空間干擾主要來源于電磁波對導(dǎo)線以及線路的干擾電動(dòng)勢，為此，針對抗干擾工作可以從采用高壓高壓阻尼線以及光電隔離屏蔽技術(shù)來進(jìn)行處理。高壓高壓阻尼線可以有效提升高壓線的內(nèi)電阻，避免在寄生電容與電感之間形成高壓波，減少空間干擾對汽車電子設(shè)備的影響。采用光電隔離屏蔽技術(shù)，可以減輕對車輛內(nèi)部電子電磁設(shè)備的干擾源。

六、結(jié)束語

汽車電子設(shè)備的電磁兼容性已經(jīng)逐漸的受到國內(nèi)外的重視，是一項(xiàng)非常重要的任務(wù)。汽車的電磁的環(huán)境是非常復(fù)雜的，其干擾主要來自電源和信號通道。汽車作為當(dāng)下社會交通行業(yè)主要的工具，其安全性能受到所有人民的密切關(guān)注。因此提高汽車電子設(shè)備電磁兼容的抗干擾性勢在必行，同時(shí)對于提高我國汽車產(chǎn)品的質(zhì)量以及推動(dòng)我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展都有非常重要的意義。

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