汽車電子產品EMC檢測及認證研究分析

林振全 張宇岳 鄭鐳 王景陽

（健研檢測集團有限公司 福建省廈門市 361012）

伴隨著科技的快速發展，轎車不再只是一種單純的依靠引擎和傳動系統組成的交通工具，它成為了一種高檔的消費產品，而且它的電子化水平也在不斷地提高，與此同時，它也在不斷地向安全性、舒適性、智能化等方面注入新的內容。在某些高端和高端的車型中，其制造費用超過了50%。在使用比重方面，1989-2000年間，汽車電子的費用在整體生產費用中的比重從16%增加到23%，2003年增加到26.2%，2005年增加到28.8%，2008年增加到32%，這個比例有望在2015年達到40%。在我國，汽車電子已成為我國汽車工業的重要組成部分。汽車電子是由傳感器，微處理器，執行器，電子元件和零部件等組成的電子控制系統。從汽車電子產品的應用發展來看，其主要包括：汽車電子控制裝置、安全控制系統、車身控制系統、娛樂及信息系統等。由于汽車電子產品的大量應用，導致了各種電子設備間的電磁兼容性問題日益突出，這一問題直接影響到了汽車的行車安全等方面。目前，國內外都在開展機動車電子產品的電磁兼容性驗證工作，以確保機動車電子產品電磁兼容的安全運行。

1 國外機動車電子檢測系統與EMC技術規范

目前，國外多個國家都對機動車電氣設備的 EMC進行了相應的認證。以歐洲為例子，現在進入1.3 歐洲的汽車及汽配，都要符合 ECE 及 EU 的相關規定。無線電干擾內容是 ECE 機動車技術規范的一個主要構成要素， ECE 的規范 RIO 條款，即是車輛核準中關于電磁兼容性方面的統一規范。EU 的指示中，72/245/EC 對于EMC 的要求也有很清楚的說明。

與此同時，作為認證體系的支撐，在國際上，汽車電子設備的 EMC 標準已經逐漸成熟，包括了區域法規、協會（組織）標準、國家標準、企業標準等。對汽車電子產品的電磁兼容性的需求有一個明顯的特征，那就是世界上的幾個大品牌的汽車廠商，在有關的協會標準中擁有很大的發言權，它們都有與自己的車輛特征相適應的企業標準，它們的檢測內容更加廣泛，對檢測條件更加苛刻，對檢測技術的研究也更加深刻，而且它們在購買汽車電子產品時，經常使用自己的企業標準來進行認證。就目前的情況來看，世界上汽車電子設備的 EMC認證標準主要包括國際標準化組織(ISO)、國際電工委員會(IEC)、美國的 DOT 及日本的 JIS 標準、歐洲的EN71-3 標準及日本的 JIS 標準等[1]。

ISO 是全球最大的技術標準化組織， ISO 制定的標準代表著全球工業技術規范，被稱為“國際標準”，也是聯合國工業發展組織(UNIDO)制訂的國際通用技術規范，主要有《電子電氣設備》《信息技術系統》《通訊電子設備》《工業自動化系統》等[2]。

IEC(International Electronic Control Union)國際電工委員會是由聯合國經社理事會在1993年10月14日成立的非政府性、非營利性國際標準化組織。IEC 國際電工委員會作為技術委員會，根據聯合國大會決議，它的任務是：進行全球范圍內有關電子、電氣、通信和信息技術產品的技術領域內的標準化工作；為相關技術領域制定國際標準和協調工作；在各國之間建立相互聯系，以便在這些領域內實現相互合作；促進經濟貿易；提高技術水平，使經濟得到發展。

它是國際上制定電工產品標準最多、最全面的機構之一。IEC 成員包括：歐盟(EU)、美國、日本、韓國、中國、印度和巴西等國家。IEC 發布了4600 多種產品標準，其中大多數是國際標準，約占總量的90%以上。IEC 制定了一套完善的規則和程序，以便在全球范圍內為電子、電氣產品制定一套統一規范的標準。

國際標準化組織的國際通用電氣技術規范是當前國際通用電氣技術規范的重要組成部分。其技術內容相對于各個大型轎車制造商的需求來說，更多的是對具有代表性、通用性和技術比較成熟的測試項目的研究。并給出了適用范圍更廣的極限要求。它是一種團體標準，經常被用來在各類證書的規定中，以建議的方式參照或限制的參照。如歐盟標準，日本標準，相當于 ISO 及 IEC標準，并根據國家的需要而應用。然而，在歐美等發達國家，其對機動車電子產品的質量標準常常通過規章（指示）來制定，例如歐洲經濟理事會(ECE)通過規章來制定標準，并設定標準所需的符合性評價標準，也就是所謂的“限界”。此外，歐洲聯盟(EU)的使用指示，美國交通部（DOT)（美國環保局），以及美國環保局（EPA）使用規定，都是進行驗證的基礎和需要。

汽車電子設備檢驗的重要內容及標準為：輻射發射和傳導發射(CISPR 25)；傳導瞬變發射(ISO 7637-2)；輻射抗擾度、傳導抗擾度(ISO 11452 系列標準；靜電放電抗擾度（ISO10605)；傳輸瞬態抗擾度(ISO 7637 系列)，等等。而在海外，對于機動車的檢驗也有著非常苛刻的條件，比如要獲得美國三大車企的認可，就需要獲得A2LA/AEMCLRP 的認可，盡管現在已經有一些外國的檢驗機構獲得了認可，但對于中國的檢驗機構來說，能夠獲得AEMCLRP 認可的并不多。

2 我國汽車電子產品的EMC認證

國家質量監督檢驗檢疫總局和認監委公布的《第一批實施強制性產品認證的產品目錄》，將汽車分類為汽車、摩托車及其零部件、輪胎和安全防護設備等分類。4年后，我國有關部委頒布了《實施強制性產品認證的機動車零部件產品目錄》，對該標準作出了較完整的規定與規范。機動車輛的照明設備，機動車輛的恢復反射裝置，機動車輛的運行記錄裝置，車身的反光標志，機動車輛的剎車軟管，機動車輛的后視鏡，機動車輛的喇叭，機動車輛的油箱，門鎖及門的鉸鏈，內飾的材質，座位及頭枕。目前，CCC 認證的汽車零件有16 個，包括安全玻璃，安全帶，輪胎，摩托車引擎，摩托車頭盔。從相關的產品執行規定可以看出，這些規定大多是關于機動車的總體、零部件的性能指標、運行安全等，而關于機動車電子設備的電磁兼容的規定卻很少。

圖1：什么是電磁干擾發射

當前僅有兩個與車輛 EMC 有關的 EMC 指標，分別是GB 《車輛、機動船和由火花點火發動機驅動的裝置的無線電騷擾特性的限值和測星方法》和 GB/T 18387《車輛 EMC 指標52010 千赫茲—30 MHz》，并僅限于車輛 EMC 指標[3]。

CCC 認證范圍包括：電子門、外燈光、光訊號、電子座位、防竊聽警報等。在這些測試中，有一些測試項目與電磁兼容有關，但是測試項目的種類比較稀少，一些測試項目采用了電磁兼容的標準。比如，在安全防范體系中，僅有核磁場抗擾性、靜電放電抗擾性以及快速瞬變脈沖群抗擾性。

歐洲聯盟，美國，日本都有比較完備的標準來規范和規范車輛的 EMC。例如，車輛的電子設備的擾動指數，要確保車輛中的收音機及其它電子設備工作的正常，包括輻射發射、傳導發射、瞬時傳導發射等；此外，還需要有抗干擾的汽車電子產品，如靜電放電，電磁場抗擾度等，這些指標是根據汽車產品的特點而提出的，這與當前在我國的汽車電子產品的認證存在著一些不同；在此基礎上，本文還對各種暫態的干擾信號進行了仿真測試，從而使汽車電子器件的抗干擾性能更加符合真實工作條件。與此形成鮮明對比的是，目前國內對 EMC 的檢測方法還不夠完善，無法對 EMC 進行綜合評估。

3 應盡早制定機動車電子設備的認證標準

近年來，我國相繼出臺了多項機動車 EMC 性能標準，這些標準涵蓋了 EMC 中的發射與抗干擾兩個領域，涵蓋了輻射發射、傳導發射、輻射抗擾度、靜電放電、傳導抗擾度等各項指標。

與國外標準比較，目前國內的機動車EMC 標準還處于不斷的發展之中，還有大量的有關國際標準需要進一步的學習和制定，并逐漸向國家標準轉變。在中國，還沒有構建適用于認證的標準體系，且標準本身存在著一些問題，主要表現在以下幾個方面：

圖2：零部件EMC 測試

部分標準是為了完成某一特定的任務而制定的，其規定的技術要求不具有通用性，而認證機構的能力又無法與國際接軌。因此，一旦出現某個產品不符合某一標準要求時，就會出現認證失敗的現象。而國外的標準卻能很好地適應各種產品的特點，各有各的優勢。

部分標準與國際標準存在差異。例如，在車輛用電器方面，國內標準對電壓電流不作具體規定，而國際標準卻對電壓電流都做了具體規定。又如，國內標準對電磁兼容試驗條件中的電涌保護器作了詳細規定，但國際標準卻未作規定。國外標準對設備之間的電磁兼容性也沒有作具體要求。我國國內現有的汽車電子產品電磁兼容檢測機構所采用的檢測方法與國際標準不一致。

中國國內市場上所銷售的汽車電子產品絕大多數為國外品牌，國內汽車生產廠家在生產產品時沒有相應地執行相應的 EMC 標準。

部分國內汽車電子產品也沒有得到認證，而國外品牌汽車電子產品已通過認證并進入我國市場。目前在中國市場上銷售的大多數國外品牌汽車電子產品都已經通過了歐美國家制定或認可的 EMC 認證，而我國自主品牌汽車電子產品尚未獲得認證。

缺乏有效地手段。在中國國內市場上銷售的國外品牌汽車電子產品和國內廠家生產的汽車電子產品在EMC 方面沒有統一、明確、有效地措施。

許多國內汽車廠商對其產品 EMC 性能并不十分重視，他們只注重產品外觀造型和功能要求。

目前，我國汽車電子設備 EMC 指標呈現出兩極化趨勢。一些要向歐、美等國家輸出的汽車電子產品，都要符合 EMC 規定，因此，我們在設計時就已經將 EMC問題納入到了我們的考量之中。但是，有些汽車電子產品是由我國提供的，而且它們還是一種后期輔助或拓展系統，因此它們沒有相應的電磁兼容認證和法律規定，因此，這些產品的品質令人擔憂，在使用的時候，還會對汽車產品的品質以及人體的安全產生一定的影響。

針對以上問題，開展國產汽車電子設備 EMC 驗證工作的先期技術研究已刻不容緩，一是要開展本課題的EMC 驗證工作，使 EMC 在出口或進入我國市場前得到有效的控制；另外，中國品牌的認可也是中國品牌走向世界、與世界各國的認可標準或國內車企的標準相互認可的依據。

4 關于新能源汽車的研究

新能源汽車是一種以非傳統的車用燃料為動力源（或使用傳統的車用燃料，并使用新型的車載動力裝置），將車輛在功率控制和驅動等方面的先進技術融合在一起，從而構成一種擁有先進技術原理、新技術和新結構的汽車。新能源汽車有：混合動力汽車，混合動力汽車，燃料電池汽車，氫氣發動機，汽油發動機，醇醚發動機等等。根據相關數據分析，隨著能源與環保問題的日益嚴峻，新型燃料電池車輛將是今后車輛的發展趨勢。“十二·五”時期，國家將基本實現新能源汽車的工業化，即2011-2015 實現新能源公交車、混合動力轎車和微型電動自行車的普及。在“十三·五”時期，也就是從2016 到2020年，要進一步普及新能源汽車和混合式汽車。可充式車輛，即氫氣動力車輛，正在逐漸走入日常生活。在中國 CCC 認證的機動車類強制性認證實施規則中，在汽車產品部分中，明確了電動汽車專用項目，不僅有安全要求，還對電動汽車的電磁場輻射強度應該滿足 GB/T 18387--2001 《電動車輛的電磁場輻射強度的限值和測量方法(9 kHz 一30 MHz)的要求（限值按SAEJ551—5:1997)；另外，針對特定類型的電動汽車，需要更高的電能。CCC 強制認證實施規則中，沒有對新能源汽車電磁兼容進行詳細說明。隨著新能源汽車的快速發展，在中國，電動汽車的生產、銷售以及政府的補助項目都在逐步實施，所以，新能源汽車所使用的電子設備也需要經過相應的認證，與其有關的 EMC 認證的要求，也要符合汽車 EMC 技術的發展以及市場發展的需要。

圖3：EMC 認證標志

另外，國際和國內的標準化組織還需要進一步探討電磁兼容試驗標準，在現有電磁兼容試驗標準的基礎上，開展新能源環境下電磁兼容試驗和抗電磁兼容試驗的試驗研究。對于軌道交通的系列標準EN50121，由于其在電動能源車輛的研究開發方面擁有大量的科學數據，其測試方法的設計、被測設備的工況設計、測試項目的設計以及有關的要求，將對新能源汽車電子產品的電磁兼容標準的制定，起到一定的借鑒作用。

5 汽車電子產品EMC檢測及認證建議

因此，必須對中國的機動車電子設備進行有效的檢測，而 EMC檢測又是其中的一個關鍵環節。針對目前的研究現狀，提出了以下幾個方面的研究方向。

（1）在現有的電動車、機動車等電子設備的驗證工作中，各認證單位要對機動車（包括新能源機動車）電動車的驗證工作進行探索與研究，并要對特定類型的電動車進行驗證，為今后有計劃地進行電動車 EMC檢測打下良好的基礎。

（2）負責制訂和生產企業共同努力，提高車輛（包括新能源車輛）的 EMC 性能。因此，應盡快制定符合中國國情的、符合中國國情的、適合我國國情的、適用于我國的、適合于我國發展的、具有自主知識產權的、有組織的、有紀律的、有計劃的、有步驟的、有針對性的制定相關國家標準。

（3）我國的檢驗單位必須擁有世界上最好的 EMC檢驗方法，并努力得到外國車企的承認，在同類產品中進行對比試驗，進行性能檢驗；以這些理論為依據，對我國的汽電設備進行了較為全面的測試與研究，并為其提供了第一手的資料。通過上述工作，提高了中國機動車檢測技術的國際競爭力，拓展了機動車檢測技術在世界范圍內的應用。

（4）應加快制定和實施新能源車輛（包括電動汽車）的相關標準，為新能源汽車的檢測提供依據，并為電動汽車的檢驗提供標準的技術支持。同時，應在國家層面上建立起一套統一的、協調的電動汽車測試體系，為我國電動汽車產業發展奠定良好的基礎。

（5）國家應出臺相關政策，促進我國新能源汽車產業的發展，并嚴格檢測標準，促進我國新能源汽車產業健康發展。同時，建立相應的檢測體系，制定相應的激勵政策，提高國內企業對新能源汽車的研發積極性，使我國在新能源汽車產業上與國際上保持同步，并在未來占據主導地位。

6 結語

目前，國內對電動工具電磁兼容的測試和驗證還沒有引起足夠的關注。隨著車載電子設備在轎車中的廣泛使用，轎車制造商對其提供商的 EMC 測試也隨之增加。因此，中國質檢院及時推出了對我國車輛 EMC 綜合指標進行檢測的技術支持，對提升我國車輛 EMC 水平起到了積極作用。這對我們國家的汽車電子產品緊跟世界趨勢，打破世界貿易壁壘，都是有很大的幫助的。這篇文章著重闡述了對汽車電子產品識別認證的需求，希望能夠為汽車電子公司在產品設計、生產和銷售過程中，注意改善產品的電磁兼容特性，改善產品品質，降低認證費用提供一些借鑒。