歐陽海濤

摘? 要：系統(tǒng)介紹和研究了我國汽車電子抗干擾兼容系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，從最大限度地降低車載設(shè)備信號(hào)傳輸和電磁環(huán)境干擾強(qiáng)度、抑制車載電磁設(shè)備信息傳輸干擾、降低車載設(shè)備電磁環(huán)境敏感部位干擾強(qiáng)度三個(gè)方面闡述了提高國產(chǎn)汽車電子電磁屏蔽兼容設(shè)備性能質(zhì)量的措施。

關(guān)鍵詞：汽車電子;電磁兼容;電磁干擾

一、國內(nèi)汽車電子電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)

我國現(xiàn)行的汽車電子和電磁系統(tǒng)兼容性標(biāo)準(zhǔn)體系和建設(shè)程序仍處于試驗(yàn)或初步試驗(yàn)研究階段。隨著整個(gè)電子汽車行業(yè)的快速發(fā)展，政府行業(yè)負(fù)責(zé)技術(shù)設(shè)計(jì)的相關(guān)部門人員和國內(nèi)主要相關(guān)車載電子企業(yè)人員應(yīng)逐步充分認(rèn)識(shí)到，制定和研究加強(qiáng)汽車電子和電磁系統(tǒng)兼容性的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)體系及其實(shí)施和實(shí)施過程的必要性和緊迫性。在我國目前汽車發(fā)展的大背景下，國內(nèi)汽車電子相關(guān)的電子材料和整車電磁兼容產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，基本都是以目前國外的EMC產(chǎn)品技術(shù)體系為技術(shù)藍(lán)本，結(jié)合當(dāng)前我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展下形成的中國汽車工業(yè)，符合自身的產(chǎn)品實(shí)際和技術(shù)能力。根據(jù)汽車電子產(chǎn)品和材料電磁技術(shù)兼容性的現(xiàn)有相關(guān)國際產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)體系，制定了一整套全面適用的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，逐步形成了包括GB14023-2006、GB18655-2002在內(nèi)的一系列電磁兼容相關(guān)產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。用于指導(dǎo)國家主管部門在國內(nèi)外市場實(shí)施各類電磁相關(guān)汽車電子設(shè)備產(chǎn)品設(shè)計(jì)、使用和維護(hù)活動(dòng)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、計(jì)劃和規(guī)范，大幅提升了汽車總體控制系統(tǒng)產(chǎn)品的綜合電磁兼容性和電子技術(shù)安全、抗電磁干擾性能的檢測(cè)認(rèn)證能力，電磁兼容質(zhì)量大幅提升。然而，我國目前與汽車電子和電磁環(huán)境安全及兼容性相關(guān)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)還遠(yuǎn)未達(dá)到基礎(chǔ)階段，形成了相對(duì)成熟、完整、規(guī)范、清晰、有序的產(chǎn)品國家標(biāo)準(zhǔn)體系。法律漏洞多，相關(guān)行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)覆蓋率低于國內(nèi)。因此，今后國家政府部門在認(rèn)真做好標(biāo)準(zhǔn)后續(xù)相關(guān)基礎(chǔ)工作研究和繼續(xù)開展技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)科學(xué)應(yīng)用研究的具體流程工作實(shí)踐的同時(shí)，應(yīng)高度重視并繼續(xù)密切關(guān)注和做好我國汽車電子和電磁系統(tǒng)安全兼容相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)框架的進(jìn)一步研究和完善工作。盡快形成一套規(guī)范齊全、應(yīng)用統(tǒng)一的汽車電子電磁網(wǎng)絡(luò)安全與兼容國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，逐步形成一套更加科學(xué)、具體、可靠的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在我國現(xiàn)代智能汽車產(chǎn)業(yè)體系中，引導(dǎo)汽車產(chǎn)業(yè)整體安全發(fā)展方向，強(qiáng)化汽車生產(chǎn)能力。

二、電子電磁干擾來源

汽車電子設(shè)備工作在隨著行駛環(huán)境狀態(tài)不斷變化的高速汽車電子設(shè)備上。由于各種電磁能量系統(tǒng)在電磁環(huán)境狀態(tài)下的相對(duì)復(fù)雜性和動(dòng)態(tài)多變性，意味著汽車系統(tǒng)上需要控制的高頻電磁能量干擾系統(tǒng)的來源將是復(fù)雜而廣泛的。根據(jù)車輛電磁環(huán)境干擾信息的主要來源和分類，可以簡單分為車內(nèi)外電磁環(huán)境干擾、車身靜電環(huán)境干擾信息和車內(nèi)電磁干擾。

車外電磁干擾主要是車輛在正常行駛環(huán)境中經(jīng)歷各種外部電磁環(huán)境時(shí)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(diǎn)的局部空間或某些特定地點(diǎn)的某一時(shí)刻。如對(duì)高壓輸電線路、高壓變電站系統(tǒng)、大功率無線電發(fā)射臺(tái)的高頻電磁干擾，對(duì)雷電、太陽黑子等輻射的電磁干擾等。在環(huán)境中，與鄰近的其他物體連接的移動(dòng)電子設(shè)備在工作時(shí)也可能產(chǎn)生相互干擾的噪聲，如高速行駛系統(tǒng)中的高速汽車。

靜電對(duì)車身的干擾可能與車輛的結(jié)構(gòu)和車輛的外部電氣環(huán)境有關(guān)。由于高速汽車在低速制動(dòng)時(shí)，車身金屬與外界空氣的高速靜摩擦，會(huì)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(huì)在高速車體的電路板上產(chǎn)生高速干擾電流，同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生高頻電磁輻射，對(duì)低速汽車電子設(shè)備系統(tǒng)造成高頻電磁干擾。

汽車電子設(shè)備中的低頻電磁諧波噪聲干擾，實(shí)際上是汽車電子設(shè)備在內(nèi)部正常工作狀態(tài)下，整個(gè)系統(tǒng)與內(nèi)部電子控制系統(tǒng)之間的相互噪聲干擾，包括汽車內(nèi)部電子元器件工作時(shí)產(chǎn)生的車內(nèi)低頻電子噪聲。電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，換向刷系統(tǒng)中產(chǎn)生的高頻電磁噪聲和外部各種電氣控制和開關(guān)產(chǎn)生的低頻放電諧波噪聲處于正常運(yùn)行狀態(tài)。造成諧波干擾最嚴(yán)重的主要問題是汽車中電子點(diǎn)火的電子控制系統(tǒng)產(chǎn)生的諧波所產(chǎn)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(shè)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(shù)體系日趨完善。在標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)工藝體系中，要充分著眼于汽車的實(shí)際情況，有效解決電磁耦合干擾問題。在這些實(shí)際的研發(fā)中，相關(guān)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(tǒng)設(shè)計(jì)等維度入手。并在汽車行業(yè)相關(guān)規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范指導(dǎo)下，有效開展這些相應(yīng)環(huán)節(jié)的應(yīng)用技術(shù)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(shí)際工作的技術(shù)流程中，技術(shù)人員通常要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行更為必要和深入的分析和梳理。

為了真正降低設(shè)計(jì)工作的難度，降低成本，根據(jù)電磁屏蔽兼容性研究實(shí)踐中實(shí)際開展的研究方案各項(xiàng)具體工作的難度，技術(shù)人員還可以從電路設(shè)計(jì)研究方案的層面來做設(shè)計(jì)工作，做好各種芯片的選型設(shè)計(jì)，各種印刷電路板的設(shè)計(jì)研究等工作。在此設(shè)計(jì)研究工作的基礎(chǔ)上，不斷深入開展各種電磁干擾信號(hào)對(duì)電磁環(huán)境的電磁屏蔽兼容設(shè)計(jì)和電磁濾波方案的研究設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)和保證各種電磁屏蔽兼容技術(shù)方案的安全、高效、合理應(yīng)用。在產(chǎn)品電磁兼容設(shè)計(jì)、實(shí)際設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)行和控制三個(gè)環(huán)節(jié)中，首先根據(jù)相關(guān)國際通用兼容電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)地定義和規(guī)定各類整機(jī)的具體設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)，系統(tǒng)地、分別地理順和細(xì)化產(chǎn)品各部件的電磁兼容功能技術(shù)指標(biāo)，并分配或安裝到整機(jī)產(chǎn)品的所有關(guān)鍵電磁兼容電子部件模塊中。同時(shí)考慮一些其他必要的、可行的相關(guān)電子產(chǎn)品測(cè)試或測(cè)試技術(shù)。最后，對(duì)這些實(shí)際產(chǎn)品設(shè)計(jì)和測(cè)試分析結(jié)果進(jìn)行了電磁兼容系統(tǒng)設(shè)計(jì)仿真實(shí)驗(yàn)和仿真。

3.2降低電磁干擾強(qiáng)度

為了進(jìn)一步有效增強(qiáng)汽車電子的電磁兼容性，技術(shù)人員還需要積極準(zhǔn)備制定一些相應(yīng)電磁兼容技術(shù)研究的實(shí)驗(yàn)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(duì)強(qiáng)度，增強(qiáng)汽車電子產(chǎn)品中各項(xiàng)與主要電子設(shè)備部件之間的電磁兼容性。

在生產(chǎn)實(shí)踐過程中，要注重對(duì)車輛電氣結(jié)構(gòu)可靠性的綜合優(yōu)化和評(píng)價(jià)。目前，在汽車電子設(shè)備的使用和檢測(cè)過程中，往往會(huì)預(yù)先設(shè)置閃光器，以盡可能保證車輛繼電器電觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)性能的可靠性和完整性及其抗電弧干擾能力。同時(shí)還要考慮一些汽車電子制造加工環(huán)節(jié)。對(duì)于一些汽車電擊防護(hù)結(jié)構(gòu)，可以通過提前使用消弧器來增強(qiáng)抗電磁干擾性能，從而進(jìn)一步增強(qiáng)設(shè)備本身的抗電磁干擾能力。針對(duì)汽車電機(jī)在高速制動(dòng)過程中感性負(fù)載干擾嚴(yán)重的常見情況，技術(shù)人員表示，可以采用電流濾波處理電路降低系統(tǒng)噪聲，電流干擾小，以保證整車電機(jī)感性負(fù)載電壓在合理的電壓范圍內(nèi)，避免嚴(yán)重電磁環(huán)境干擾的再次發(fā)生。

結(jié)束語

本文系統(tǒng)闡述了國外汽車電磁環(huán)境兼容性的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，以及我國目前采用的部分國際標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)各種汽車電子設(shè)備電磁環(huán)境干擾數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)源進(jìn)行了分析和總結(jié)，并提出了相關(guān)的抗干擾措施。近年來，隨著汽車電子技術(shù)的快速發(fā)展，汽車電子的電磁兼容性越來越受到用戶的關(guān)注。本文對(duì)未來汽車電子設(shè)備電磁兼容技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用具有一定的積極應(yīng)用參考意義。

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