浅谈汽车兼容技术及其标准概述

浅谈汽车电磁兼容技术及其标准

摘要：随着高科技汽车电子产品的广泛应用和开发，同时也带来了严重的电磁干扰问题，本文从车载系统干扰源和外部环境干扰源这两个主要的方面对汽车电磁环境进行分析，详细阐述电磁干扰对汽车带来的危害和汽车电磁兼容技术的标准，对如何有效的解决汽车电磁兼容技术问题进行探讨。

关键词：汽车；电磁兼容；电磁兼容设计；标准

近年来，随着汽车电子技术的飞速发展，越来越多的技术含量高、内部结构复杂的电子产品得到了广泛的应用，特别是微型计算机技术取得了巨大的进步，促使了电子技术与传统的机械相结合，使汽车向更加环保、节能、舒适和便捷化发展。随着越来越多的高科技汽车电子产品的应用和开发，同时也带来了不容忽视的重要问题--汽车电磁兼容问题，汽车电磁兼容是指汽车或者汽车零部件在电磁干扰下能够正常的工作，能够承受来自车内和车外的各种各样的电磁干扰，本文对我国的汽车电磁兼容发展现状、存在的问题进行深层次的分析，对汽车电磁兼容技术的设计提出一些建议，从而不断的完善汽车电磁兼容标准，为我国的汽车电磁兼容技术的发展做出努力。

1.汽车电磁兼容技术

1.1 汽车的电磁环境

汽车的电磁环境是指汽车在行驶过程中，车上的电子设备承受来自车内和车外的各种电磁干扰，以及电子设备向外界辐射的电磁干扰。随着我国的电子设备广泛的应用于汽车系统中，虽然提高了汽车的安全性和高效性，但是同时也恶化了车内的电磁环境。

1.1.1 汽车系统的干扰源

汽车系统的干扰源主要来自汽车设备内部各种电气系统产生的电磁干扰，主要的部件包括各种电子模块、各种电机、ECU、SOC、中央门锁控制器、安全气囊、收音机、导航、电子手刹和电子燃油喷射控制器，以及传统部件发电机、电喇叭、雨刮器和分电器等。

一般汽车电器产生的干扰波的波长频带比较宽，频率在2-900MHZ之间，而汽车产生的干扰电磁波分为分传导干扰和辐射干扰两大类。分传导干扰传导的方式直接与汽车内部的无线设备和电子设备相连，是通过汽车导线直接输入的。而辐射干扰则是电磁波通过空气介质传播，通过天线传入无线设备的内部，具有干扰性强，分布广的特点。

1.1.2 汽车外部环境的干扰源

根据研究表明，大自然的自然现象也会对汽车的电磁造成一定的干扰，比如，雷雨天气时的雷电、宇宙存在的射线和地球磁场的辐射都会对汽车的相近的逻辑电路造成干扰，使其产生错误的执行指令，让汽车的系统操作发生错误和失常。还有我们日常的低频率的电器也会对车辆的电磁造成一定程度的干扰，像日光灯、电钻、电喇叭、电风扇和电动机的电刷等，而像高频率的雷达、高频发射机、高压电器设备和高压输电设备会对汽车的电磁感应脉冲相互影响，对汽车造成了很大的危害。

1.2 汽车电磁兼容问题的产生

由于科技的日新月异，电子元器件广泛的应有与汽车上，在给消费者带来了便利、舒适、快捷和智能化的同时，也给汽车的安全性和稳定性带来了问题。电子元器件的增多，使得汽车的电磁环境变的越来越复杂。在任何存在电磁磁场的环境下，都不可避免的产生了电磁兼容的问题，对于汽车的电磁兼容是一样的，汽车电磁环境就要求汽车能够在这些电磁的干扰下，汽车的功能不受到影响，保证汽车的行驶的安全性和稳定性。

根据GB/T4365-2003对电磁兼容的定义：要求设备或者系统在其电磁环境的干扰下，能够保证正常的工作，且不对工作环境中的任何事物造成不能承受的电磁干扰的能力。这就要求汽车的电磁兼容既能承受来自外部或者内部电磁环境的干扰，同时又不对其他的电子电气

零部件设备和周围的用电设备产生性能的影响，保证周边环境所使用的的电子电气设备能保

持正常的工作。

按照电磁兼容的类型来说，可以将汽车设计的整车和零部件的电磁兼容分为骚扰和抗扰

这两种类型。具体汽车电磁兼容包括的内容和他们之间的关系如图1所示。

从零部件来说，带电的电机类会干扰到汽车上电子模块的正常工作。比如在雨天的时候，开了雨刷就会产生一定的噪音，影响了车载收音机的收听效果，有时会产生滋滋的声音，在

严重的情况下，会导致汽车的发动机直接熄火，这些都是会时常发生的。对于此类的电机，在设计的时候通常会加上相关的电容和压敏电阻来，或者直接将其接地，缩短车上的耦合电路，抑制电路来减少噪音的输出。像收音机极易被干扰的电子设备来说，解决的办法就是加

强电路的滤除的性能，最大可能的滤除串入的干扰信号，同时对传输线进行处理，使用特殊

的输出线，像屏蔽线、双绞线这些具有抗干扰性能的输出线。

汽车电磁兼容

整车零部件

骚扰抗扰骚扰抗扰

辐射传导辐射传导辐射传导辐射传导

图1 汽车电磁兼容示意图

2.汽车电磁兼容技术的标准

2.1汽车电磁兼容技术的标准

近年来，国内外对汽车的电磁兼容问题都非常的重视，而制定完善的汽车电磁兼容标准体

系是实现汽车兼容的前提。目前，根据有效的数据显示，拥有较为完善的汽车电磁兼容标准

体系的国家主要有美国福特公司和通用公司、德国大众公司等。汽车的电磁标准分为国际标准、国家标准、地区标准和企业标准。具体的标准之间的关系和区别由表1所示，表一主要

简介了我国汽车现行的汽车电磁兼容标准和国际常用的汽车电磁兼容标准。

表1 常用汽车电磁兼容标准对比表

汽车电磁兼容标准对比

测试项目中国国际

整车级

2.2汽车电子系统电磁兼容国际标准具体内容

·ISO 7637《道路车辆———由传导和耦合产生的电气骚扰》《Road vehicles———Electrical disturbances from conductionand coupling》

·定义和一般描述Definitions and general considerations（2002）

·沿电源线的电瞬态传导Electrical transient conduction alongsupply lines only （2004）

·除电源线外的导线通过容性和感性耦合的电瞬态发射electrical transient transmission by capacitive and inductive couplingvia lines other than supply lines. （1995）

·ISO 10605《道路车辆———用于静电放电产生的电气骚扰的试验方法》《Road vehicles —Test methods for electrical disturbancesfromelectrostatic discharge（TR 1995，1 2001）》

·ISO 11451《道路车辆———窄带辐射电磁能量所产生的电气骚扰———整车试验法》《Road vehicles —Vehicle test methodsfor electrical disturbances from narrowband radiated electromagneticenergy》

·总则和定义Part 1：General and definitions （2005）

·车外辐射源Part 2：Off- vehicle radiation sources （2005）

·车上发射机仿真Part 3：On- board transmitter simulation（2007）

·平行板天线法Part 6：Parallel plate antenna （1997）

·直接射频功率注入法Part 7：Direct radio frequency（RF）power injection （DPI）（1995）·CISPR- 12《车辆、机动船和内燃发动机驱动装置的无线电骚扰特性的限值和测量方法》（对应GB14023）《Vehicles，motorboats and spark-ignited engine-driven devices—Radio disturbancecharacteristics—Limits and methods ofmeasurement》

·CISPR- 25《用于保护用在车辆、机动船和装置上车载接收机的无线电骚扰特性的限值和测量方法》（对应GB18655）《Radio disturbance characteristics for the protection ofreceivers used on board vehicles，boats，and on devices - Limits and methods ofmeasurement》

2.3 汽车电磁兼容标准（EN）及欧盟指令

例如：95／54／EC，95／56／EC，97／24／EC2／3，2000／2／EC，ECE R10 等。

·95／54／EC2004/104/EC2004/104/EC Corrigenda《对于车内点火发动机产生的无线电骚扰的抑制》（修订稿）（Thesuppression of radio interference produced by Dark－ignition engines fitted tomotor vehicles）Corrigenda

·95／56／EC 车辆保安系统（Vehicle security systems）

·97／24／EC2／3 轮式车辆（wheeledvehicles）

·2000／2／EC 对于森林和农用拖拉机产生的无线电骚扰的抑制（Forestry and agricultural Tractors）

·ECE R10 有关车辆电磁兼容方面的统一条款

2.4美国汽车工程学会（SAE）电磁兼容标准

例如：SAE J551- 1，SAE J551- 2，SAE J551- 11 等。

·SAE J551- 1《车辆，装置的电磁兼容限值和测量方法总则（60Hz～18GHz）》《Performance levels and methods of measurementof electromagnetic compatibility of vehicles，boats（up to 15m）

and machines（60Hz to 18GHz）（2002）》

·SAE J551- 2《车辆，机动船和点火发动机驱动装置的无线电骚扰特性的限值及方法（30MHz～