車載電磁兼容標準體系架構研究

范雨曉 華晶晶 嚴涵琦 段顯波

[摘 要]隨著汽車工業電子信息技術的發展，越來越多的新技術在汽車上得到了廣泛的應用。新技術的應用，對整個汽車系統的可靠性提出了更高的要求，即各個電子裝置和電子控制系統必須互相適應，這就涉及到了一個共性的問題——車載電磁兼容性。本研究報告針對車聯網環境下的電磁兼容標準體系展開研究，從當前國內外車聯網及智能交通對電磁兼容提出的新需求出發，開展標準體系研究。

[關鍵詞]電磁兼容;標準體系

[中圖分類號]U469.7 [文獻標識碼]A

1 汽車電磁兼容

電磁兼容性（EMC）是指設備或系統在其電磁環境中符合要求運行并不對其環境中的任何設備產生無法忍受的電磁騷擾的能力。而汽車電磁兼容則是指在車輛電磁環境中，車輛、電子電氣零部件能正常工作且不影響其它車輛及其電子電氣零部件以及車輛周邊環境所使用的電子電氣設備正常工作。即在汽車這個特定的空間范圍內，汽車本身包括其裝備的電子電氣零部件和其周圍的用電設備可以共存且不引起性能降級。

2 汽車電磁環境

汽車的電磁環境指汽車在行駛過程中，車上電子電氣設備承受來自車內、車外各種各樣的電磁干擾，以及汽車電子設備向外界輻射的電磁干擾。汽車電磁環境的干擾源主要分為車載干擾源、外部環境對汽車的電磁干擾、車體靜電干擾。

2.1 車載干擾源

車載干擾源主要指車上各種電子電氣系統產生的電磁干擾。包括各種電子元器件產生的電子噪聲，電機運行中換向電刷產生的電磁干擾以及各種開關工作時的放電干擾等。為了提高汽車的安全性、高效性和舒適性，大量電氣設備廣泛應用于汽車發動機控制系統、變速系統、制動系統、調節系統以及行駛系統中。隨著汽車內電氣設備的不斷增加，車內的電磁環境大幅度惡化。

2.2 外部環境對汽車的電磁干擾

汽車行駛過程中經歷各種外部電磁環境時所受的干擾對汽車電子系統的影響也較為嚴重。外部電磁干擾指人為的各種電器設備，如高壓輸電線、電車軌道附近及無線電通訊設備等輻射出來的對汽車起干擾的電磁輻射及由雷電等自然現象引起的電磁干擾。

2.3 車體靜電干擾

車體靜電干擾與汽車和外部環境都有關。由于汽車行駛時車體與空氣高速摩擦，在車體上形成不均勻分布的靜電。靜電放電會在車體上形成干擾電流，同時產生高頻輻射，對汽車電子設備形成電磁干擾。

2.4 智能網聯汽車

物聯網技術是未來產業創新發展重要方向，車聯網是物聯網的一個重要分支領域。“智能網聯汽車”是指使用車輛和道路上的電子傳感裝置，感知和收集車輛、道路和環境信息，通過車與人、車、路協同互聯實現信息共享，實現在信息網絡平臺上對所有車輛的屬性信息和靜、動態信息進行提取和利用，并根據不同的功能需求對所有車輛的運行狀態進行有效的監管和提供綜合服務，確保車輛移動狀態下的安全、暢通。車聯網帶動汽車技術的電子化、集成化、智能化發展，但車內、車外的電磁環境卻變得更加復雜，故如何保證車輛或車內電子電器部件在其電磁環境中能令人滿意的工作，又不對該環境中任何事物造成不應有的電磁干擾非常重要。

3 國內外汽車電磁兼容標準現狀

汽車及車載電子設備EMC檢測領域，其標準主要有以下幾類：汽車電磁兼容國際標準，如ISO、CISPR標準等;汽車電磁兼容地區標準，如歐洲的EEC指令和ECE法規;國家標準;另外，世界各國比較著名的汽車制造商，也制定了自己的EMC測試標準和規范。

3.1 汽車電磁兼容標準化組織

EMC基礎類標準方面，國際電工委員會（IEC）下設CISPR即國際無線電干擾特別委員會，負責>9KHz所有類型電器的EMI無線電信號保護測試標準規范的編寫。IEC下設TC77主要從事電磁兼容的協調、管理和技術標準的制修訂。TC 77下設SC77A低頻現象分會，SC77B高頻現象分會，SC77C高空核電磁脈沖分會，各分會下設不同的工作小組。國內方面，全國無線電干擾標準化技術委員會（SAC/TC79）主要任務是發展我國無線電干擾標準化體系表，組織制定、修訂和審查國家標準，開展與IEC/CISPR相對應的工作，全國電磁兼容標準化技術委員會（9SAC/TC246）是國際電工委員會IEC/TC77“電磁兼容標準化技術委員會”的國內對口標委會，負責國內電磁兼容標準化工作，包括代表國家技術委員會對相關的技術文件進行投票表決、標準的引進推廣和組織對應于IEC 61000系列電磁兼容標準的轉化工作。

汽車相關EMC標準組織方面，ISO/TC22/SC3即ISO下設道路車輛委員會關于車輛動力學與底盤部件的特別分會，IEC/TC69即IEC下設的電動道路車輛和電動載貨車技術委員會。除此之外，國際無線電干擾特別委員會下設SCD研究車輛和內燃機驅動裝置的無線電騷擾問題，聯合國歐洲經濟委員會汽車法規（ECE）在聯合國世界車輛法規協調論壇（WP29）下開設燈光及光信號工作組（GRE）及噪聲工作組（GRB）。國內方面，SAC/TC114/SC34汽標委智能網聯汽車分標委，SAC/TC114/SC27電動車輛分技術委員會，SAC/TC79/SC4機動車和內燃機分委會等均嘗試關于智能網聯汽車的電磁兼容問題研究。

3.2 現有汽車整車和零部件的國內和國際標準情況

現有汽車和零部件標準主要從輻射、整車抗擾度及零部件抗擾度三方面。

騷擾標準主要針對整車、零部件和電動車輛三類產品。其中整車CISPR12對應國內標準GB/T 18655-2010《車輛、船和內燃機 無線電騷擾特性 用于保護車載接收機的限值和測量方法》，電動車輛SAE J551/5對應國內標準GB/T 18387-2017《電動車輛的電磁場發射強度的限值和測量方法》。

整車抗擾度標準包括：ISO 11451系列關于《道路車輛 窄帶輻射電磁能量產生的電騷擾整車試驗方法》標準、ISO 10605對應國內標準GB/T 19951-2005《道路車輛 靜電放電產生的電騷擾試驗方法》。

零部件抗干擾標準包括：ISO 11452系列關于《道路車輛-窄頻輻射電磁能引發的電氣干擾的部件試驗方法》標準、ISO 7637系列關于《道路車輛——由傳導和耦合引起的電騷擾》標準、ISO 10605對應國內標準GB/T 19951-2005《道路車輛 靜電放電產生的電騷擾試驗方法》、GB/T 17619-1998《機動車電子電器組件的電磁輻射抗擾性限值和測量方法》。

3.3 建議的汽車電磁兼容標準體系架構

可見汽車電磁兼容涉及整車對外的輻射干擾、車內的傳導、耦合、輻射干擾、汽車電子部件的抗干擾，整車的抗輻射干擾，各種電子電器部件的相互兼容，整車與環境電磁兼容等諸多方面的內容。故在國內外現有標準的基礎上，結合目前車聯網出現的新技術，新應用場景，以及新能源汽車充電樁電磁兼容性問題等，以下提出車載電磁兼容標準體系架構建議。

車載電磁兼容標準體系架構分為四層級：

第一層級為通用公共基礎、產品（單獨）、應用場景;

第二層級將第一層級通用公共基礎分為術語定義、符號標識、環境條件、量與單位;將產品（單獨）分為整車和設備、零部;應用場景分為車內網絡和車外網絡;

第三層級是將第二層級整車和設備、零部件分別分為騷擾EMI和抗擾EMS;車內網絡和車外網絡分別分為有線場景、無線場景和其他;

第四層級將整車騷擾EMI分為傳導類輻射和輻射;將整車抗擾EMS分為傳導抗擾、輻射抗擾和抗靜電;將設備、零部件抗騷擾EMI分為傳導發射和輻射發射;將設備、零部件抗擾EMS分為傳導抗擾、輻射抗擾和抗靜電;將車內網絡有線場景分為自身總線場景和外接設備場景;將車內網絡無線場景分為車機-終端、車機-感知設備和組網;將車內網絡其他分為混合組網和人體影響;將車外網絡有線場景分為充電場景（整車）;將車外網絡無線場景分為車-車、車-路和充電場景;將車外網絡其他分為混合組網和人體影響。

4 結語

互聯網及物聯網技術與汽車產業本身的結合孕育出電磁兼容性的新需求和新問題，而不通過電磁兼容性能試驗的設備、產品是無法進入國際市場，智能網聯汽車的電磁兼容標準體系研究必成為新時期另一個值得系統性探討的問題，相關標準的制定值得盡快在各相關技術委員會中鋪設立項。

[參考文獻]

[1] 韓天行.付靜波.電磁兼容標準及標準體系[J].電力自動化時代，2018（05）.

[2] 孫瑋，童玉玨.汽車電磁兼容標準與測試[J].認證與實驗， 2008（09）.