汽車電子電磁兼容測試標準體系及抗干擾措施

歐陽海濤

摘? 要：系統介紹和研究了我國汽車電子抗干擾兼容系統的相關設計標準，從最大限度地降低車載設備信號傳輸和電磁環境干擾強度、抑制車載電磁設備信息傳輸干擾、降低車載設備電磁環境敏感部位干擾強度三個方面闡述了提高國產汽車電子電磁屏蔽兼容設備性能質量的措施。

關鍵詞：汽車電子;電磁兼容;電磁干擾

一、國內汽車電子電磁兼容標準

我國現行的汽車電子和電磁系統兼容性標準體系和建設程序仍處于試驗或初步試驗研究階段。隨著整個電子汽車行業的快速發展，政府行業負責技術設計的相關部門人員和國內主要相關車載電子企業人員應逐步充分認識到，制定和研究加強汽車電子和電磁系統兼容性的強制性標準體系及其實施和實施過程的必要性和緊迫性。在我國目前汽車發展的大背景下，國內汽車電子相關的電子材料和整車電磁兼容產品標準，基本都是以目前國外的EMC產品技術體系為技術藍本，結合當前我國經濟高速發展下形成的中國汽車工業，符合自身的產品實際和技術能力。根據汽車電子產品和材料電磁技術兼容性的現有相關國際產品標準體系，制定了一整套全面適用的電磁兼容標準和規范，逐步形成了包括GB14023-2006、GB18655-2002在內的一系列電磁兼容相關產品技術標準。用于指導國家主管部門在國內外市場實施各類電磁相關汽車電子設備產品設計、使用和維護活動的相關標準、計劃和規范，大幅提升了汽車總體控制系統產品的綜合電磁兼容性和電子技術安全、抗電磁干擾性能的檢測認證能力，電磁兼容質量大幅提升。然而，我國目前與汽車電子和電磁環境安全及兼容性相關的產品標準還遠未達到基礎階段，形成了相對成熟、完整、規范、清晰、有序的產品國家標準體系。法律漏洞多，相關行業相關標準覆蓋率低于國內。因此，今后國家政府部門在認真做好標準后續相關基礎工作研究和繼續開展技術標準科學應用研究的具體流程工作實踐的同時，應高度重視并繼續密切關注和做好我國汽車電子和電磁系統安全兼容相關技術標準框架的進一步研究和完善工作。盡快形成一套規范齊全、應用統一的汽車電子電磁網絡安全與兼容國家技術標準，逐步形成一套更加科學、具體、可靠的技術標準，在我國現代智能汽車產業體系中，引導汽車產業整體安全發展方向，強化汽車生產能力。

二、電子電磁干擾來源

汽車電子設備工作在隨著行駛環境狀態不斷變化的高速汽車電子設備上。由于各種電磁能量系統在電磁環境狀態下的相對復雜性和動態多變性，意味著汽車系統上需要控制的高頻電磁能量干擾系統的來源將是復雜而廣泛的。根據車輛電磁環境干擾信息的主要來源和分類，可以簡單分為車內外電磁環境干擾、車身靜電環境干擾信息和車內電磁干擾。

車外電磁干擾主要是車輛在正常行駛環境中經歷各種外部電磁環境時感受到的電磁干擾。這種電磁輻射干擾往往存在于特定地點的局部空間或某些特定地點的某一時刻。如對高壓輸電線路、高壓變電站系統、大功率無線電發射臺的高頻電磁干擾，對雷電、太陽黑子等輻射的電磁干擾等。在環境中，與鄰近的其他物體連接的移動電子設備在工作時也可能產生相互干擾的噪聲，如高速行駛系統中的高速汽車。

靜電對車身的干擾可能與車輛的結構和車輛的外部電氣環境有關。由于高速汽車在低速制動時，車身金屬與外界空氣的高速靜摩擦，會在高速車身金屬表面形成一層不能均勻分布的高速靜電。高速靜電放電會在高速車體的電路板上產生高速干擾電流，同時還會產生高頻電磁輻射，對低速汽車電子設備系統造成高頻電磁干擾。

汽車電子設備中的低頻電磁諧波噪聲干擾，實際上是汽車電子設備在內部正常工作狀態下，整個系統與內部電子控制系統之間的相互噪聲干擾，包括汽車內部電子元器件工作時產生的車內低頻電子噪聲。電機正常運行時，換向刷系統中產生的高頻電磁噪聲和外部各種電氣控制和開關產生的低頻放電諧波噪聲處于正常運行狀態。造成諧波干擾最嚴重的主要問題是汽車中電子點火的電子控制系統產生的諧波所產生的高頻諧波干擾輻射，高頻諧波輻射干擾輻射的諧波能量最大。

三、提高電子設備電磁兼容性能的措施

3.1 汽車電子電磁兼容體系的健全

汽車電子電磁兼容技術體系日趨完善。在標準化生產工藝體系中，要充分著眼于汽車的實際情況，有效解決電磁耦合干擾問題。在這些實際的研發中，相關工作人員可以考慮從汽車零部件、零配件、汽車模塊、電子系統設計等維度入手。并在汽車行業相關規范和技術標準的規范指導下，有效開展這些相應環節的應用技術工作，從而有效提高汽車電子和電磁材料的兼容性能，降低汽車電磁的干擾。在實際工作的技術流程中，技術人員通常要對系統進行更為必要和深入的分析和梳理。

為了真正降低設計工作的難度，降低成本，根據電磁屏蔽兼容性研究實踐中實際開展的研究方案各項具體工作的難度，技術人員還可以從電路設計研究方案的層面來做設計工作，做好各種芯片的選型設計，各種印刷電路板的設計研究等工作。在此設計研究工作的基礎上，不斷深入開展各種電磁干擾信號對電磁環境的電磁屏蔽兼容設計和電磁濾波方案的研究設計，以實現和保證各種電磁屏蔽兼容技術方案的安全、高效、合理應用。在產品電磁兼容設計、實際設計、生產、運行和控制三個環節中，首先根據相關國際通用兼容電子產品設計規范和標準，系統地定義和規定各類整機的具體設計技術參數，系統地、分別地理順和細化產品各部件的電磁兼容功能技術指標，并分配或安裝到整機產品的所有關鍵電磁兼容電子部件模塊中。同時考慮一些其他必要的、可行的相關電子產品測試或測試技術。最后，對這些實際產品設計和測試分析結果進行了電磁兼容系統設計仿真實驗和仿真。

3.2降低電磁干擾強度

為了進一步有效增強汽車電子的電磁兼容性，技術人員還需要積極準備制定一些相應電磁兼容技術研究的實驗演示方案，以最終更有效地降低車輛電磁屏蔽和干擾的相對強度，增強汽車電子產品中各項與主要電子設備部件之間的電磁兼容性。

在生產實踐過程中，要注重對車輛電氣結構可靠性的綜合優化和評價。目前，在汽車電子設備的使用和檢測過程中，往往會預先設置閃光器，以盡可能保證車輛繼電器電觸點結構性能的可靠性和完整性及其抗電弧干擾能力。同時還要考慮一些汽車電子制造加工環節。對于一些汽車電擊防護結構，可以通過提前使用消弧器來增強抗電磁干擾性能，從而進一步增強設備本身的抗電磁干擾能力。針對汽車電機在高速制動過程中感性負載干擾嚴重的常見情況，技術人員表示，可以采用電流濾波處理電路降低系統噪聲，電流干擾小，以保證整車電機感性負載電壓在合理的電壓范圍內，避免嚴重電磁環境干擾的再次發生。

結束語

本文系統闡述了國外汽車電磁環境兼容性的相關標準和規范，以及我國目前采用的部分國際標準和相關國家標準。對各種汽車電子設備電磁環境干擾數據的數據源進行了分析和總結，并提出了相關的抗干擾措施。近年來，隨著汽車電子技術的快速發展，汽車電子的電磁兼容性越來越受到用戶的關注。本文對未來汽車電子設備電磁兼容技術的發展和應用具有一定的積極應用參考意義。

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