汽车电磁兼容技术(宣贯)

1、1汽车电磁兼容技术 Automotive Electromagnetic Compatibility Technology全国无线电干扰标准化技术委员会全国无线电干扰标准化技术委员会D分会主任委员分会主任委员徐立(研究员级高级工程师)编写电子电器部 王平 宣贯 2004年6月 EMC标准宣贯材料之二 2汽车电磁兼容技术-汽车技术的新领域汽车电磁兼容性技术的研究范畴汽车电磁兼容特性国内外电磁兼容组织机构和标准法规实验测试技术国内汽车电磁兼容技术现状未来发展趋势31.1 电磁兼容性概念q电磁兼容性q汽车电磁兼容性1.2 研究的范畴1.3 电磁兼容技术分类q电磁兼容技术分类q汽车电磁兼容技术分类1.

2、4 研究的对象一、一、汽车电磁兼容技术的研究范畴41.1 电磁兼容性概念n电磁兼容性（电磁兼容性（EMC）英语：Electro-Magnetic Compatibility 缩写为：EMC国家标准GB/T4365-1995定义：q设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。5电磁骚扰与电磁干扰n电磁骚扰 disturbanceq任何可能引起装置、设备或系统性能降低或者对生命或无生命物质造成有损害影响的电磁现象。q 产生影响，可能无影响结果。n电磁干扰 interference（EMI）q电磁骚扰引起的设备、传输通道或系统性能的下降。q产生影响并有影响结

3、果。6电磁抗扰性与电磁敏感性n电磁抗扰性q装置、设备或系统面临电磁骚扰时不降低运行性能的能力。 n电磁敏感性q在存在电磁骚扰的情况下，装置、设备或系统不能避免性能降低的能力。q敏感性就是缺乏抗扰性。 7汽车电磁兼容性EEC指令95/54/EC定义：n车辆或零部件或独立技术单元在其电磁环境中能令人满意地工作，又不对该环境中任何事物造成不应有的电磁骚扰的能力。q即，在汽车及其周围的空间中，在一定的时间内（运行的时间），在可用的频谱资源条件下，汽车本身及其周围的用电设备可以共存不致引起降级。81.2 电磁兼容技术研究的范畴n电磁兼容是研究在有限的空间、有限的时间、有限的频谱资源条件下，各种用电设备（

4、系统、分系统、甚至包括生物体）可以共存并不致引起降级的一门科学。91.3 电磁兼容技术分类传导干扰辐射干扰电磁干扰EMI传导抗扰辐射抗扰电磁抗扰EMS电磁兼容EMC10汽车电磁兼容性技术分类辐 射传 导 耦 合E M I辐 射传 导 耦 合E M S整 车辐 射传 导 耦 合E M I辐 射传 导 耦 合E M S部 件E M C111.4 1.4 电磁兼容性技术研究的对象n电磁骚扰的特性：骚扰源、骚扰种类n电磁抗扰（敏感）特性：电磁感受体对电磁骚扰的承受能力n电磁骚扰的传播特性：传播媒介，空间、信号线、公共电源线耦合12二、汽车电磁兼容特性2.1 整车的EMC特性q电磁干扰（EMI）特性q电

5、磁抗扰（EMS）特性2.2 电子电器部件EMC特性qEMI特性qEMS特性2.3 EMC特性影响汽车电子化程度的提高132.1 整车的EMC特性nEMI特性：汽车三大污染之一（排放、噪声、电磁干扰） 汽车点火系统的电磁骚扰特性 未加骚扰抑制措施 采取骚扰抑制措施14汽车电磁抗扰特性n车内各种部件的相互干扰q传导干扰q辐射干扰n外部环境对车辆的干扰q环境电磁场-高达200V/m，甚至500V/mq人体放电q大自然的干扰-雷电152.2 电子电器部件EMC特性nEMI特性（发生体）传统部件:雨刮器、冷却风扇电机、发电机现代部件:中央门锁控制器、电子燃油喷射控制器、各种电子模块、各种电机nEMS特性

6、（感受体）各种电子模块、安全气囊控制器、电子燃油喷射控制器、信号线缆162.3 EMC特性影响汽车电子化n汽车已由机械系统转变为电子控制系统n当今，汽车电子部件成本接近汽车成本30%n今后十年，电子部件成本继续增加，预计将接近汽车成本40%n未来汽车将是电子化汽车17汽车电子化技术n电子控制系统-汽车内电动机的数目将会增加35%安全防盗控制：遥控门锁、聪明钥匙、指纹识别人身安全控制：安全气囊、碰撞警告、夜视系统、安全制动n远程通讯系统-数字/蜂窝技术应用卫星导航控制：巡航控制、智能交通、紧急救护、卫星系统、GPSn先进的动力控制系统-电子控制燃油喷射n42V技术-高电压的需求、提高效率、电子部

7、件更多的应用，交流电机电能由2kW提高到10kWn车载电子系统-适于车辆安装各种用途电子设备18三、EMC组织机构和标准法规3.1 国内外组织机构3.2 国内EMC组织3.3 EMC标准体系193.1 国内外组织机构 IEC/CISPR ISO/TC22 干 扰 抗 扰 - SAE ECE/WP29 CSBTS US EU CHINA ANSI EC GB203.2 国内EMC组织n国家标准化管理委员会n全国无线电干扰标准化委员会/D分会全国机动车辆和内燃机标准化分技术委员会qIEC/CISPR/D国内归口组织q汽车EMC专业组织n全国汽车标准化技术委员会ISO/TC22国内归口组织213.3

8、 EMC标准体系干干 扰扰抗抗 扰扰ISO7637114511145210605,TR10305IEC/CISPRCISPR12CISPR21CISPR25ECER10EEC95/54/EC, 89/336/EECSAEJ551J1113GB14023-200017619-199818387-200118655-200222四、实验测试技术4.1 EMC测试项目4.2 仪器和设备4.3 测试方法举例qEMI测试qEMS试验234.1 EMC测试项目nEMI测试：辐射发射骚扰传导耦合/瞬态发射骚扰nEMS试验：辐射场抗扰性试验传导耦合/瞬态抗扰性静电放电（ESD）大电流注入（BCI）横电磁波（T

9、EM）小室带状线 244.2 实验测试仪器和设备n测量仪器：EMI接收机具有峰值、准峰值、均值检波器，CISPR带宽（120kHz）n天线：一般采用宽带天线。如：双锥天线、对数周期天线或复合宽带天线（30-1000MHz)n场地：开阔试验场（OATS） 电波暗室（ALSE）n其它：功率放大器、监测/监视系统、 信号源、254.3 测试方法举例nEMI测试图264.3 测试方法举例（续）nEMS测试图27五、国内汽车EMC技术现状5.1 发展状况5.2 国家标准5.3 实验设施状况285.1 国内EMC技术发展状况n20世纪80年代，开始汽车EMI测试技术研究n1994-1996年，中国汽车技术

10、研究中心对全国各型号汽车进行EMI摸底普查，结果统计，合格率仅为24%，且不合格车辆属严重超标（执行GB14023-92）n1997-1999年，中国汽车技术研究中心对上目录的汽车实施EMI测试，结果统计，合格率近90%，且不合格车辆属轻微超标n1999年以后，对新型汽车国家规定EMI特性为否决项n1998年执行GB/T17619-1998n目前，汽车电子电器部件EMI和EMS试验已经开始n2003年3月1日执行GB18655-2002，针对汽车电器部件的车内骚扰检测，仅对整车发动机、闪光继电器、暖风电机、雨刮器电机 。291994年汽车EMI特性全国普查结果车型分类数量评定原则测试结果合格不

11、合格合格率（%）轿车8产品定型检验6275.0成批生产检验6275.0微型车22产品定型检验0220成批生产检验51722.7轻型车141产品定型检验3810326.9成批生产检验667546.8中型车大客车33产品定型检验62718.2成批生产检验132039.4301994年汽车EMI普查结果分析n80年代后期，引进技术生产的汽车，其干扰特性全部合格n80年代早期及以前，引进技术生产的汽车，其干扰特性不合格n国内设计生产的汽车，采取干扰抑制措施的车辆，其干扰特性有不同程度改善n严重超标的车辆约占总数的30%312000年汽车EMI特性状况n合格率近90%n不合格车辆属轻微超标n汽车全部采取

12、干扰抑制措施q阻尼点火线、阻尼火花塞、取消分电器n汽车电子化程度大幅度提高q电子控制燃油喷射n各汽车企业重视汽车EMI问题q尤其发动机生产企业32车内骚扰测量结果（2003年）产品名称数量评定原则测量结果 合格 不合格 合格率（%）整车发动机 71整车限值2698.45暖风电机96部件传导/辐射1级207620.83闪光继电器85部件传导/辐射1级246128.24雨刮器电机85部件传导/辐射1级5805.86其他33对测量结果的统计分析得出结论： a.发动机在整个频段的表现都不理想；b. 闪光继电器、雨刮电机、暖风电机的不合格频段主要集中在VHF30MHz172 MHz和LW频段；c. 在0

13、.1530 MHz频段，闪光继电器、雨刮电机、暖风电机均符合部件传导/辐射1级要求；d. 传导骚扰特性符合部件传导1级限值要求，其辐射骚扰特性基本能够达到标准要求；e. 闪光继电器、雨刮电机、暖风电机在30172 MHz频段存在明显的传导和辐射骚扰，现阶段此类产品多数未考虑电磁骚扰抑制；f.不同的检测机构测量结果存在差异，有待实验室比对。 345.2 国家汽车EMC标准nGB14023-2000车辆、机动船和由火花点火发 动机驱动的装置的无线电骚扰特性的限值和测量方法nGB/T 176191998机动车电子电器组件的电磁辐射抗扰性限值和测量方法nGB18655-2002用于保护车载接收机的无线

14、电骚扰特性的限值和测量方法nGB/T18387-2001电动车辆的磁场和电场强度的限值和测量方法355.3 国内EMC实验设施状况n开阔试验场OATS-用于汽车EMI测试n电波暗室ALSE-用于汽车、部件EMI&EMS测试n模拟静电放电ESD试验n大电流注入BCI试验n瞬态/脉冲群试验n横电磁波（TEM）小室n150mm带状线 36开阔试验场 OATS-用于汽车 EMI测试37电波暗室ALSE-用于EMS&EMI测试38电波暗室ALSE-用于汽车EMS&EMI测试39电波暗室ALSE-用于EMS&EMI测试40电波暗室ALSE-用于部件EMS&EMI测试41实验仪器-EMI接收机42实验仪器-功率放大器43六、EMC技术未来发展趋势n频率范围：下移，由30MHz下移至150kHz上移，由1GHz上移1GHz以上至18GHzn测试带宽：EMI测试，由