关于汽车电子的电磁兼容性分析

杜鑫 王渊博

摘 要：随着电子技术的飞速发展，越来越多的电器设备应用到汽车上，提升了汽车的整体性能，但由于采用大量电子设备而产生了电磁干扰。文章分析了汽车电子电器电磁干扰的产生，并提出了相应的解决策略。

关键词：汽车；电子；电磁兼容性

引言

电磁兼容性是衡量汽车中电子设备正常性能与功能是否良好的一个关键标准，技术人员要想充分保障电子设备在汽车中运用的安全可靠性，就必须认真解决好电子设备电磁兼容性问题，加强对电子设备电磁兼容性控制管理工作。随着汽车内部电子设备使用数量的持续增加，会导致汽车内电子零部件作业环境充满电磁波，这样一来就会产生电子零部件之间的电磁干扰问题，影响到汽车电子系统的安全稳定运行。

一、汽车电子设备的电磁兼容性研究的重要性

汽车电子设备的电磁兼容性实质是指在汽车正常稳定运行过程中，汽车内部各项电子设备之间不会因为产生相互电磁干扰现象，而导致汽车电子设备无法正常有效工作。加强对汽车电子设备电磁兼容性研究的重要性体现在以下几方面：①能够帮助工作人员在第一时间发现电子设备电磁干扰性问题导致的汽车运行安全隐患，根据实际安全隐患问题采取有效控制防范措施，从而提高用户驾驶汽车过程的安全水平，保障车上人员的生命安全和财产安全。②通过加强对汽车电子设备的电磁兼容性研究工作，能够确保在设计阶段中及时发现可能存在的不同电磁干扰性安全风险隐患，从而有针对性地优化设计电子产品，有效防止在电子设备量产之后造成巨大经济损失。③汽车电子设备电磁兼容性问题的产生轻则会致使各项电子设备的性能与功能降级，重则将会导致各项电子设备完全损坏，威胁到车上人员的生命安全。通过强化汽车电子设备电磁兼容性问题研究工作，能够保障电子设备产品的良好电磁兼容性设计水平，降低各项电子产品研发成本，同时缩短电子产品的实际生产时间，提高企业在市场上的核心竞争力，吸引更多的汽车厂商。

二、汽车的电磁干扰现象

电磁干扰具体来讲就是影响了电子设备的接受信号，产生了噪音。

汽车上的电子设备由总线控制，各个设备间就能通过线路的连接产生干扰。

现象一：当汽车在有高强度的电磁区域路过时，汽车上的仪表会产生奇怪的摆动，收音机中会发出“刺啦，刺啦”的噪音。

现象二：汽车在雨天，启动雨刮器，达到一定车速时，汽车的发动机燃油点火电子控制系统失去作用。

现象三：某一型号的客车在打转向灯时车门打开了。这些都是由电磁作怪使车上的功能不能正常使用，都是导致汽车发生事故的原因。这些干扰是怎么产生的和怎么能减少这些干扰保证行车安全是我们现在要解决的问题。

三、新能源汽車产生电磁干扰的原因

我国在2012年时就对新能源汽车行业的发展做出了发展规划。除此之外，新能源汽车技术的未来发展还被列入国家高技术研究的发展计划名单之中。

新能源汽车通常会出现电磁干扰、辐射干扰，主要原因除了上文提到的电驱动设备、DC/DC或者是DC/AC等新能源汽车部件之外，还有新能源汽车本身携带的高压整体系统。高压整体系统将容易发出辐射干扰的新能源汽车部件连接在了一起。此外，还有新能源汽车的电池管理系统（又称之为BMS）和新能源汽车电子控制器（又称之为ECU）等。这些组成部分也会使新能源汽车产生较强的辐射干扰。

没有通过电磁兼容测试的新能源汽车产生的电磁干扰除了会对新能源汽车本身的内部构成系统造成不可弥补的不良影响外，还有可能对新能源汽车使用者或是环境产生不利影响。尽管这种电磁干扰对两者的危害暂无明确的学术定论，但对那些打算购买新能源汽车的消费者来说，新能源汽车的电磁干扰问题会降低他们的消费热情。

四、新能源汽车电磁兼容性改善措施

提高电磁的兼容性最主要的措施是降低电器的电磁强度，首先要降低发电机中的电流，其次是在车灯等会在瞬间产生电流的地方加上电弧抑制器，最后在有电刷的地方加上换向器，电容要很好的过滤电磁波。在降低了汽车内部的电磁干扰后还要考虑电磁的主要传播途径，电磁干扰的传播一般分为传导干扰与辐射干扰这两种形式，传导干扰是通过电流沿着电路进行传递，传到汽车的敏感器件时就会产生干扰的现象；辐射干扰是通过空气或者其他介质以电磁波的形式向周围进行辐射，以影响周围其他设备正常工作的磁场，使设备受到干扰不能正常的运行，汽车受到损害。

4.1改善新能源汽车的电力驱动系统

对电力驱动系统的新能源汽车控制版面、新能源汽车驱动功率版面进行整改，可以减少新能源汽车的电力驱动系统对外产生的电磁干扰。

4.1.1整改新能源汽车电力驱动系统的控制版面

在晶振干扰源中，对其进行接插件线缆处理。通过在控制版面晶振干扰源中加强接插件线缆滤波，使带有滤波的接插件线缆靠近控制版面晶振干扰源，进而有效降低控制版面的晶振干扰源发出的电磁干扰能量。

4.1.2整改新能源汽车电力驱动系统的驱动功率版面

电力驱动系统驱动功率版面中的新能源汽车电机控制器产生的电磁干扰比电力驱动系统控制版面中的晶振干扰源产生的电磁干扰还要强出几倍。针对这个新能源汽车电力驱动系统的主要电磁干扰来源，工程师最好要在新能源汽车电机控制器的外壳上做好屏蔽电磁干扰措施，也就是说，使新能源汽车电机控制器外壳完全封闭。另外，可以将新能源汽车电机控制器的外壳设计成接地模式，同时，在设计中尽量将新能源汽车电机控制器接地面积增大。

4.2改善新能源汽车的电源变换器

新能源汽车电源变换器是主要的电磁干扰源之一，作为新能源汽车的高压部件，常常进行高压电流的输入以及高压电流的输出作业。同时，新能源汽车电源变换器在高压输入、输出时，还会因功率管作业产生更大的电磁干扰。新能源汽车电源变换器有双重的电磁干扰源。因此，改善新能源汽车电源变换器的电磁干扰可以采用将新能源汽车电力驱动系统控制版面的磷酸铁锂电池走线用覆盖等方式将容易受到电磁信号干扰的部位屏蔽起来的方法，减少新能源汽车电源变换器等干扰源的影响；也可以合理地布局，将新能源汽车电源变换器内部线数减少，直接降低新能源汽车整体的电磁干扰信号。除了在新能源汽车电力驱动系统控制方面着手降低新能源汽车的电磁干扰外，工程师还可以通过延长新能源汽车电力驱动系统的驱动功率管通断时长，从内部减少新能源汽车电源变换器产生的电磁干扰。

五、结束语

汽车电磁兼容性是指汽车上的电子设备在使用的过程中，不受其它电子设备电容的影响，又能在干扰的环境下正常工作。汽车的电磁兼容影响到汽车的整体结构，也影响着汽车电子设备的使用以及影响到汽车的安全性能。汽车电子设备所产生的电磁波会对周围的环境带来电磁污染，同时，外界的无线电干扰也会给汽车上电子产品的正常工作带来不利影响。因此，不仅要认识到汽车电子设备的电磁兼容问题，还要提出解决对策以提高汽车的可靠性和安全性。

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