汽车电子电磁兼容测试标准体系及抗干扰措施的相关分析

孙华

摘要：随着信息技术智能化的迅速发展，汽车技术也逐步的在向智能化的方向靠拢，因此加强对车辆内部电子设备的电磁兼容测试标准体系及抗干扰措施的研究显得十分必要。【1】-【3】但是在我国目前的现状来看，汽车制造技术仍旧相对落后，對汽车电子电磁兼容测试标准体系及抗干扰措施等问题考虑的不全面。本文就是从汽车电子设备的电磁兼容标准试着进行分析和研究，为汽车电子的抗干扰相应措施提供可靠性。

关键词：汽车电子 电磁兼容 测试标准体系 抗干扰措施

随着车贸行业以迅雷不及掩耳之势的发展形势以及各车商市场的激烈竞争对于各种类型的车载电器、电子设备以及车载网络等设备的普及应用起到非常关键的作用，针对我国自主研发的汽车企业来说，采用智能化的操控技术对于提高车辆的技术水平至关重要。汽车电磁兼容技术的含义就是保证汽车的每一个零件都能在电磁兼容的环境中达到令人满意的工作程度，与此同时汽车在任何行驶过程中都不受到任何的电磁干扰。

一、汽车电子设备电磁干扰原理的分类

车辆行驶的过程中由于车辆自带的电子设备在运行负荷中，其受来自电子监控设备、移动信号、其他车辆等环境中的电磁能力的影响。从而导致汽车电子设备上电磁干扰的来源宽泛。【4】-【5】电磁干扰原理分为以下三种：第一种，是车外电磁干扰，车外电磁干扰一般是指在特定的空间和时间里，其最主要的是在汽车行驶的过程中受外部电磁环境的干扰，例如：雷电电磁干扰、高压输电线、变电站以及大功率无线电发射站的电磁干扰等等。汽车环境外相关的电子设备都会产生一定的干扰，行驶中挨着很近的汽车也是其中之一。第二种，是车体静电干扰，车体静电干扰主要是由于汽车在行驶的过程中汽车的身体与空气的高速摩擦，从而在汽车的身体上形成了不均匀的静电。车体静电干扰同样与汽车的外部环境有关，车辆车身在高速行驶中与空气产生的流动性，会导致空气与车辆的摩擦，形成一定的干扰源，对车辆中的电子设备造成了或多或少的电磁干扰。第三种，是车辆内在的电磁干扰，车辆内在电磁干扰主要包含车辆发动机、发电机以及散热风扇等等产生的电子杂音，车辆电机在高速的转动过程中通过变向电刷导致车辆的内在发生了电磁干扰，同时车灯、空调、音箱等开关也是放电干扰源之一。【6】-【7】车辆内部的电磁干扰关键的就是车辆电子设备运行时的互相干扰，最为重要的是车辆点火瞬间所产生的超强电磁干扰源。

二、汽车电子电磁兼容测试的标准体系

电磁波过量的产生能够阻碍其他设备的正常运作是众所周知的，汽车企业正逐渐的从人工操作向人工智能方面发展。【8-9】而车辆的内部电子设备电磁兼容的测评准则是，车辆电磁兼容和测试技术尤为关键的依据，电子设备电磁兼容贯通于所有汽车行业，所涉及的电磁兼容与测试的全部经过。【10-11】尤其是在其他国家，都是十分重视车辆内部的电子设备电磁兼容的问题的，其中很多国家对汽车电子设备电子兼容性标准的工作进行了制定，都有了属于自己的汽车企业的电磁兼容的标准，比如梅塞德斯-奔驰公司，法国的标致-雪铁龙公司等，已经形成了比较完善的汽车电子设备电子兼容性的标准体系，这些国家的汽车企业标准比国际上通用的标准要严格非常多，以应对更加严酷的电磁环境。与此我国不断的吸收国外的经验，积极的与国外的兼容技术接轨，同时也制定了汽车电子设备电磁兼容性的标准，并不断完善和升级，对于汽车电子设备的电磁兼容的标准对测量方法及最大干扰的允许值进行了明确的规定。

三、汽车电磁兼容性的含义

新技术在汽车上的广泛应用，使得人们更加注重汽车电器系统的电磁兼容性，因此也对汽车电磁的兼容性提出了更高的要求。汽车的电子设备工作在不断行驶变化的汽车上，电子设备的操控技术和电子装置必须互相之间能够更好的适应。车辆电子设备电磁兼容性，首要是指车辆在运行的过程中不受干扰的能力。依据汽车电磁干扰的特点，汽车电磁干扰的三要素主要包括干扰源、传播途径以及敏感设备。其中在汽车电磁干扰形成的过程中，电磁干扰源是在汽车启动的过程中电压变化相对来说较大的一种设备。而电磁干扰传播途径主要包括传导以及辐射干扰，例如：传导干扰主要说的是汽车启动的点火机构，辐射干扰主要说的就是无线电的干扰。汽车电子设备形成的核心电源主要包括以下三种，首先是车辆电池，其次是车辆的发电机，最后是车辆车身为电路网路，通过传输电力与地线相互之间均可形成干扰，同时因为天线效应的原因不相邻之间的导线也会辐射干扰，由于在行驶的过程中由内而外形成的错综复杂的电磁能量，使得车辆全部系统遭受较为广泛的电磁干扰源。

四、汽车电磁兼容的标准分类

车辆内部电子设备的电磁兼容问题在国外已经被受到了广泛的关注，其已经成为国际上重点研究的一项课题，并且国外在很早之前就制定了汽车电磁兼容性的标准，而当下汽车电磁兼容性的标准体系已经逐渐的完善。汽车技术水平的提升与电子设备技术密不可分的，车辆的安全性、舒适性以及稳定性离不开车辆内部电子设备的保驾护航。由于车辆的总数持续增长，从而使车辆电磁内部的环境演变的愈发严重。同时车辆电子设备的门电路对电磁的干扰相对来说更为明锐，设备之间互相干扰的问题层出不穷。电子设备出现问题时，对汽车的影响是十分严峻的。从轻的方面来讲，电子设备的功能发生一定的降级，丛严重的方面来讲，电子设备的失效，将会直接给汽车安全行驶带来严重的威胁。

（1）、汽车电磁兼容的标准分类及我国国内的标准

车辆电子系统的电磁兼容标准化确定是由国家标准化组织（ISO）完成的。我国车辆内部的电子兼容设备已经在逐步的引进发达工业国家的经验，虽然起步晚，但是发展较快。随着汽车电子兼容设备的不断发展，各大检测的机构，公司都相继在建立或者正在建立属于自己的电磁兼容实验室，同时制订了汽车电磁兼容性标准。尤其是在我国汽车电子兼容得到了国家实验室委员会的认可，从而使得我国的车辆电磁兼容的试验出现了长足的进步。我国现在的汽车电磁兼容标准主要有GB14023_2006《车辆、机动船和由内燃机驱动的装置无线电骚扰特性限值和测量方法》，GB18655_2002《用于保护车载接受机的无线电骚扰特性的限值和测量方法》，在这个过程中不断的向更高的等级发展，并逐渐做到更好，并确切的对测量的方式和干扰源的允许值进行了规定。国家级车辆内部电子电磁的检测中心主要包括上海、天津等汽车检测中心，其中某一些比较大的工厂都具备电磁兼容暗室，并给我国的车辆内部电子电磁兼容发展提供了强有力的支撑。依据我国当下的现状来看，车辆内部电子电磁的兼容性的标准需要进一步的完善，并且在当下的发展环境中，汽车电磁兼容性缺乏统一的制度标准，需要由相关部门对此进行不断的改进和完善。

（2）、汽车电磁兼容国际性标准（ISO电磁兼容方面的标准）

ISO 11451《道路车辆一窄带辐射电磁能量所产生的电气干扰一整车测试法》。其中11451标准主要面向的是整个汽车电磁系统的，主要是针对抑制窄带电磁辐射的干扰问题，主要内容包含了四个部分，分别为在基础概念以及定义、外源性的辐射干扰、车体内发射系统防身、大电流输入（BCI）。而ISO 11452《道路车辆一窄带辐射电磁能量所产生的电气干扰一零部件测试法》，针对的是具体零部件的电子干扰测定，而针对的同样为抑制窄带电磁辐射的干扰问题，主要内容为十一个部分。见下表：

ISO 10650系列标准。ISO 10650《道路车辆一静电放电产生的电气干扰》针对的是人与车辆在近距离接触过程中发生的静电放电对汽车电子系统的干扰问题。

五、汽车电子设备的电磁兼容的抗干扰性措施

（1）、减小汽车电子设备的电磁干扰的强度

综合提高汽车电子设备的电磁性能，其中最关键的一环就是降低车辆电子设备的电磁干扰程度。首先是对车辆电子设备的电源、启动、灯光、信号等电气系统进行优化工作，将汽车电子设备中的闪光器在触点前加上电弧的抑制器，闪光器即继电器触点的结构。一方面可以将降低内部的滤波电路以此来降低电流的噪声。另一方面要优化进行布线针对各种电力控制系统的线路板，通过这种方法来减少车辆电子设备的电磁发射强度。其次针对汽车上的各种控制开关，必须选用最为合适的汽车电子元器件，例如较低频的模块，利于降低电磁干扰有至关重要的功效。最后为了有效的满足车辆内部的全部功能的需要，降低车辆内部电子设备的功率势在必行，不仅完美的降低车辆电子设备的电流干扰源，同时大大降低了电子设备的电压干扰源，与此同时有效的降低了汽车电子设备干扰强度较强的目标。

（2）、抑制干扰的传输

综合提高汽车电子设备的电磁性能，必须要抑制电磁干扰的传输。首先要运用屏蔽壳体封装的方式，在汽车电控系统使用的电控单元来屏蔽汽车电子干扰源的设备以及有关的线束。其次增加线束的滤波，其是防止电磁干扰的一项关键的举措。因此为了降低汽车电磁的电从一部分传到另一部分，以及辐射的干扰，针对较长的线束，必须要增加线束的滤波。然后对于线束必须进行合理的规划，将大小功率的电路合理的拆分，有效的减小线路之间的感应降低干扰源。最后改善车辆电子设备的接地，从而为达到降低高频及感应加热技术以及对电路中电流所起的阻碍作用，应加强良好的接地布置和改进的地线搭接。

（3）、降低电子设备接收干扰的强度

综合提高汽车电子设备的电磁性能，最重要的抗干扰措施就是减少车辆电子设备接收干扰的来源。将电子线路进行压缩减小占用空间，以此来阻碍干扰源。以及环路面积，从而有效的减小设备接收干扰的面积，最有效的方法就是通过采用两根具有绝缘保护层的铜导线传输面积小的方法。在车辆电子设备全部位置不发生改变的状况下，增加车辆电子设备干扰源的程度，对敏感部位安装的具体位置进行适当的改进，从而有效的实现汽车电子设备到干扰源距离的加大。

（4）、漏电耦合干扰的抑制

耦合干扰的形成原因主要是来源与漏电现象，所以抑制漏电耦合的干扰最关键的就是要进行提前的预防，及时的针对汽车的电子设备的运行情况定时的检查，清理电子设备内部的灰层，为电子设备有一个良好的工作环境提供保障。汽车电子设备的干扰因素其实种类是非常多的，所以选择科学合理的抑制措施来抑制不同的干扰情况是十分有必要的，从而确保车辆内部电子设备能够正常的工作。

（5）、接地与抗干扰措施

汽车的接地系统在工作的过程中，主要使用的处理方式使多点接地，这种工作方式的优势在于可以保持接电的电位不为零。但是这种接地形式会产生较大的电位差，从而导致汽车电子设备的输入电过程遭受到较大程度的干扰，严重影响了汽车电子设备的工作效率。为了解决接地系统带来的干扰，可以采用单点接地的形式，将全部的地线通过单一的电源地线进行连接，同时对地线的宽度进行加大处理，从而达成消除干扰的效果。

（6）、空间干扰与抗干扰措施

汽车电子设备受到的空间干扰主要来源于电磁波对导线以及线路的干扰电动势，为此，针对抗干扰工作可以从采用高压高压阻尼线以及光电隔离屏蔽技术来进行处理。高压高压阻尼线可以有效提升高压线的内电阻，避免在寄生电容與电感之间形成高压波，减少空间干扰对汽车电子设备的影响。采用光电隔离屏蔽技术，可以减轻对车辆内部电子电磁设备的干扰源。

六、结束语

汽车电子设备的电磁兼容性已经逐渐的受到国内外的重视，是一项非常重要的任务。汽车的电磁的环境是非常复杂的，其干扰主要来自电源和信号通道。汽车作为当下社会交通行业主要的工具，其安全性能受到所有人民的密切关注。因此提高汽车电子设备电磁兼容的抗干扰性势在必行，同时对于提高我国汽车产品的质量以及推动我国经济的发展都有非常重要的意义。

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