国内外汽车电磁技术应用与未来前景

内容提示：从国内情况来看，由于我国汽车工业整体水平落后，对汽车电磁兼容性的重要性认识不足，因此，对电磁兼容的研究还很少。汽车电磁兼容法规不健全，而且执行也不够严格。

        随着现代电子技术在汽车上的大量应用，传统意义上的机械式汽车被现代电子化汽车所取代，各种电子电器产品已占汽车总成本的30％，甚至更多，而且这种趋势还在不断发展。

        电子技术的应用，在解决汽车的经济性、安全性、舒适性等方面起着非常重要的作用，然而，众多电子产品的开发与应用，也给汽车行业带来了一个不容忽视的重要课题----汽车电磁兼容的研究。

        电磁兼容技术（EMC）是由电磁干扰引出的一项新技术。它是指电气装置或电气系统不产生干扰或不受环境干扰，工作在指定环境中的能力。要想解决电磁兼容问题，首先就要找到汽车电磁环境中的干扰源。干扰源可以分为车内干扰源和车外干扰源。

        电磁干扰源

        车内干扰源

        是指车上各种电子电气系统产生的电磁干扰。电子电器设备产生的电磁干扰是由于汽车上使用的电子产品中有许多导线、线圈和带有触点的电器，都具有不同的电容和电感，而任何一个具有电感和电容的闭合回路都会形成振荡回路。当电器设备工作产生火花时，就会产生高频振荡并以电磁波形式发射到空中，对汽车上及周围数百米范围内的收音机、电视机和其它无线电装置的正常工作，产生不同程度的干扰。汽车产生的干扰不但会影响外界的电子电器设备的正常工作，而且会影响自身电子电器设备的正常工作，因此，电子环境干扰会对电子产品的性能产生不利的影响，甚至会导致其功能丧失。

        汽车的无线电干扰源主要是发动机的点火系统，其干扰波来自点火系统次级电压的高频振荡。其次，在发电机负载电流突变和整流时也会产生电磁波。起动机、发电机、闪光器、触点式电磁振动电喇叭、雨刮器、仪表系统等也都会产生较小的传导干扰和辐射干扰的电磁波。

        汽车电器产生的干扰电磁波具有脉冲特性且频带较宽，其频率一般在0．15～1 000 MHz之间。汽车电器产生的干扰电磁波，分传导干扰和辐射干扰两种。传导干扰电磁波，是通过汽车导线直接输入无线电设备和电子设备内部的，而辐射干扰电磁波则是在空间传播，通过天线(如点火系高压线就相当于天线)输入无线电设备内部。

        车外干扰源

        由自然现象、社会环境等引起的外部电磁干扰对汽车电子系统的影响也较为严重，外部电磁干扰是指人为的各种电器设备，如：高压输电线、电车轨道附近、广播电视设备及无线电通讯设备等所辐射出来的对汽车起干扰的电磁辐射及由雷电等自然现象引起的电磁干扰。

        国外汽车电磁兼容研究现状

        目前，世界上汽车发达国家对汽车电磁兼容研究已经取得了一些成就，形成了一套汽车电磁兼容体系。这主要表现在：具有较为完善的汽车电磁兼容测试标准和规范；具有有效的对汽车整车和零部件进行电磁兼容检测、管理和认证的机构；具有高精度的汽车电磁兼容测试系统；研制出了大型的汽车电磁兼容预测、分析和设计软件。第三方测试认证机构、汽车研究机构等也都开展了汽车电磁兼容方面的研究，并相继建立了自己的电磁兼容实验室。

        1. 较完善的汽车EMC标准规范。国际标准化组织(ISO)、国际电工委员(IEC)、国际无线电干扰特别委员会(CISPR)、美国汽车工业协会 (SAE)、德国标准(DIN)、德国电气工程师协会(VDE)等组织均在其文件中规定了抗干扰检测的干扰类型及严格等级，几乎所有的汽车制造商和汽车电子产品的生产厂家均接受这些标准或把这些标准增补为自己的企业标准。

        2. 众多大型的EMC实验室。德国大众从1965年起，开始建立了露天的汽车防无线电干扰试验台，到7O年代不断改进和完善，1978年引进了较先进的测试设备，1985年大力推进汽车电磁兼容中心体系的筹建工作，1987年全新的汽车电磁兼容中心竣工。法国PSA公司电磁兼容实验室共有三个暗室：一个用于整车，一个用于零部件和车用接收机调整，另外一个专门用于零部件测试。测试整车的暗室尺寸为15．5 mX 10 mX 6 113，转台直径8．4113，轴距调整范围为2 000~3 700 mm。欧洲各国EMC实验室总计上百个，其它拥有大型汽车EMC实验室的机构有德国宝马汽车公司、奥迪汽车公司、法国u—TAC、英国汽车工业研究会 (MIRA)、意大利菲亚特等。

        3. 开展汽车EMC预测研究。汽车电磁兼容研究以前基本局限在试验上，但是随着电动汽车和混合驱动汽车的出现，以及汽车电气系统的迅速增加，信号频率的不断提高，汽车电磁兼容问题越来越成为汽车制造商很重的一个负担。为提高解决问题的效率，降低成本，把数字建模和数字仿真技术应用到汽车电磁兼容研究上，正成为汽车电磁兼容研究的一个热点。

        国内汽车电磁兼容研究概况

        我国汽车电磁兼容技术研究工作起始于汽车电磁干扰特性测量的研究。2O世纪8O年代初，开始对汽车电磁干扰特性进行摸底测量试验。1994年，中国汽车技术研究中心在国内率先开展了对汽车无线电干扰特性测量，并对全国各型汽车(新车)进行了摸底普查。普查结果统计，合格率仅为24%，相当部分不合格的车辆属于严重超标。从2O世纪9O年代，我国开始控制汽车无线电干扰，国内各汽车检测机构、生产企业纷纷购置了电磁干扰接收机系统，用于研究测试汽车无线电干扰水平，并加以控制。包括天津汽车检测中心、重庆国家客车质量监督检验中心在内的国家级汽车检测机构均具备电磁干扰检测能力。此后，国内开展了汽车及其部件的电磁兼容技术研究，开始研究并建设大型电磁兼容实验设施。2001年3月中国汽车技术研究中心电磁兼容检验实验室通过了中国实验室认可委员会认可，标志着我国汽车电磁兼容试验技术工作有了新的发展。中国汽车技术研究中心电磁兼容实验设施包括野外开阔场、电磁波暗室、传导屏蔽室、放大器室和测量控制系统。电波暗室作为电磁兼容实验室的主体，可以实现室内的电磁场具有均匀性和衰减性，可以模拟室外开阔场地的电磁分布，完成与电磁场相关的各种试验。该实验室通过了美国SIS检测机构的测试，性能指标达到国际相关标准的技术要求。

        从国内情况来看，由于我国汽车工业整体水平落后，对汽车电磁兼容性的重要性认识不足，因此，对电磁兼容的研究还很少。汽车电磁兼容法规不健全，而且执行也不够严格。1992年我国颁布了GB14O23—92《车辆、机动船和火花点火发动机驱动装置无线电干扰特性的测试方法及允许值》强制性国家标准，对汽车向环境辐射的电磁波干扰作了限制。1998年颁布了GB 17619—98《机动车电子电器组件的电磁辐射特性限值和测量方法》。2001年发布了GB／T 18387-2001《电动车辆的电磁场辐射强度的限值和测量方法宽带9 kHz~30 MHz》。

        未来发展趋势

        随着汽车电子化程度的提高，汽车电磁兼容技术作为汽车技术的一个重要分支正在确立。人们关心和重视汽车电磁兼容性的程度正在提高。我国汽车电磁兼容技术标准化进程将会加快，新的国家标准会不断地制定，旧标准也会不断地被修订。未来2年内将要制定的国家标准有：GB《道路车辆一由传导和耦合引起的电骚扰限值和测量方法》；GB《道路车辆一由静电放电引起的电磁骚扰限值和测量方法》；今后一段时期，将重点开展汽车零部件的电磁兼容性研究与测试,以推动国内汽车电子电器部件技术的加速发展，提高国内企业汽车电子电器部件的生产水平，加快我国汽车生产的国产化进程在汽车电子电器部件的电磁兼容技术取得阶段性成果的基础上，我们将加强汽车整车的电磁抗扰性研究与测试，赶上国际汽车技术发展水平，提高国产汽车的整体水平。