国内外汽车电子电磁兼容EMC技术标准汇总

2021-07-15 15:36:08

近年来,日益繁多的电子产品广泛应用在汽车上,并逐渐形成汽车电子技术。汽车电子技术的应用程度已成为进步汽车技术水平的重要标志,各种电子电器产品已占汽车总本钱30%,甚至更多,而且这种趋势还在不断的发展。在这样的形势下,便派生出一门新兴技术——汽车电磁兼容技术。

汽车电磁兼容技术涉及整车对外的辐射干扰防治,车内的传导、耦合、辐射干扰的防治技术,汽车电子部件的抗干扰技术,整车的抗辐射干扰技术,各种电子电器部件的相互兼容技术,整车与环境电磁兼容技术等诸多方面的内容。

汽车电磁兼容技术的定义

汽车电磁兼容技术的定义:车辆或零部件或独立技术单元在其电磁环境中能令人满足的工作,又不对该环境中任何事物造成不应有的电磁干扰的能力。即在汽车及其四周的空间中,在一定的时间内(运行的时间),在可用的频谱资源条件下,汽车本身及其四周的用电设备可以共存不致引起降级。

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电磁兼容测试

系统功能测试,满足现场功能需要后,进行电磁兼容测试,电磁兼容测试容易出问题是静电、群脉冲、浪涌、射频场传导等

1、静电抗扰度检测

参与了几个项目的静电抗扰度检测,对静电有一定认识。静电分为接触放电和空气放电,静电是积累的高压,当接触到设备的金属外壳时会瞬间放电,会影响到电子设备的正常工作, 可能引起设备故障或重启,在安全性要求较好的场合这是不允许的。

静电会影响显示效果,可能出现显示闪烁或黑屏,影响正常显示和操作。静电还可能引起CPU工作异常,程序死机或重启。

如果在产品详细设计阶段采用电磁兼容的相关设计,做静电试验不必过分担心,通过设计,对静电积累的电荷进行良好的泄放,不会影响系统的正常工作。

2、电快速瞬变脉冲群抗扰度检测

电快速瞬变脉冲群是一系列的高频高压瞬变脉冲施加在设备上,观察设备是否受到其影响。防护群脉冲主要的方法是“疏导”“堵”,“疏导”就是提供泄放回路,是干扰在进入系统之前,泄放至大地,良好的屏蔽层接地,可以泄放大部分动干扰,“堵”是使群脉冲滤除在设备之外,增加磁环,效果明显,封闭磁环的效果好于对扣磁环,也可以将磁环加入到板级中,固定在印制板中,这样使设备更可靠。对电源线、信号线、通讯线两端增加磁环,可以对群脉冲干扰进行防护。

3、雷击浪涌检测

雷击浪涌主要包含两个方面,一个是电源防雷,一个是信号防雷。

电源防雷主要是针对系统级而言的,系统级设计要按照三级防雷设计,总电源进入端设置电源防雷(如OBO公司的V20-C/3-PH 385),可以对系统的电源进行一级防护,电源经过电源防雷后,进入隔离变压器,隔离变压器可以对电磁干扰信号进行较好的防护,抑制其对系统的影响。后进入UPS,UPS可以滤除一部分干扰信号,这样电源再进入系统设备,电源是一种纯净的电源,可以使系统更好、更可靠的工作。

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信号防雷是对系统的信号通路进行防护,主要涉及的是板级设计,在板级设计中增加防雷器件,如气体放电管,增加TVS泄放回路,当有大电流时通过配套电阻和TVS、气体放电管泄放,对后级电路起到保护作用。而后信号进行光电隔离,再进入系统,系统可以采集到一个稳定的信号,使系统正常分析判断,正常发出指令,正常工作。另一方面就是设计较宽的信号范围,信号正常波动时,系统正常工作。

4、射频场感应传导的抗扰度检测

射感试验可能会对显示信号、采集驱动等造成影响,可能使显示闪烁或黑屏,影响设备操作,可能使采集驱动工作异常,采集不到需要的信号,无法驱动现场设备。

射频试验是0.15k~80M频率范围内对信号线、电源进行干扰,3级强度是10V/m。

射感防护的原则是将电源、信号线的屏蔽做好,屏蔽层良好接地,选择合适频率进行滤波,将干扰滤除。

5、辐射发射检测、射频场辐射抗扰度检测

该测试主要是测试系统的抗射频信号及整体屏蔽性能,只要系统做好良好的屏蔽,系统地线接地良好,系统就可以通过检测。

通过相关电磁兼容测试,产品就可以推向市场,进行试运行了,对试运行中出现的问题,进行汇总,以备产品的改进。

电子产品满足相关的电磁兼容测试标准,通过测试,才可以推向市场,用户才能放心使用,极大地减小因电磁干扰发生的事故,对企业的效益、产品的推广起到积极的作用。

国内外汽车电磁兼容技术的标准化

汽车上的电子电器设备所产生的电磁干扰会给汽车本身装备的电子控制系统及其它电子产品的正常工作带来不利影响。因此,要保证诸如ABC、发动机燃油电子控制等系统和其它电子设备的正常可靠工作,就必须重视对电磁兼容技术的研究和设计。

汽车技术比较先进的国家都十分重视对汽车电磁兼容技术的研究,纷纷制定了相应法规和标准;各大汽车生产商则投进资金建立相应的汽车电磁兼容技术研究中心,对其整车执行测试认可,对汽车电子产品零部件的批量生产进行检查,分析事故的赔偿责任,对整车电磁环境的测试进行分析和描述,从而提出整车电气系统和汽车电子产品的电磁兼容性设计的技术要求。

我国汽车电磁兼容技术的研究起步较晚,相关标准还不够完善,同先进国家相比差距还是比较大的。目前,国内相对实力较强的几大汽车厂家都已经熟悉到电磁兼容技术的重要性,已开展这方面的研究。

下面列举国内外相关汽车电磁兼容技术的主要标准。

表1:国内汽车电磁兼容技术相关标准

标准号

标准名称

GB14023-2000

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制和测量方法

GB18655-2002

用于保护车载接收机的无线电骚扰特性的限制和测量方法

GB/T17619-1998

机动车电子电器组件的电磁辐射术抗扰性限制和测量方法

GB/T18387-2001

电动车辆的电磁场辐射强度的限制和测量方法宽带频率9kHz-30MHz

GB/T14024-92

内燃机电站无线电干扰特性的测量方法及允许值 传导干扰

GB/T15152-94

脉冲噪声干扰引起移动通信性能降级的评定方法

资料来源:《中国汽车产业年鉴》,中国标准服务网,ISTIS收集整理

国外汽车电磁兼容技术相关标准

汽车电磁兼容国际标准

ISO 11451 道路车辆——窄带辐射电磁能量所产生的电气干扰——整车测试法

(Road vehicles—Electrical disturbances by narrowband radiated electromagnetic energy—Vehicle test methods)

ISO 11452 道路车辆——窄带辐射电磁能量所产生的电气干扰——零部件测试法

(Road ISO vehicles—Electrical disturbances by narrowband radiated electromagnetic energy —Component test methods)

ISO 7637 道路车辆——由传导和耦合产生的电气干扰

(road vehicles—electrical disturbances by conduction and coupling)

ISO TR 1060 道路车辆——静电放电产生的电气干扰

(road vehicles—electrical disturbances from electrostatic discharge)

CISPR 12 车辆、机动船和内燃发动机驱动装置的无线电骚扰特性的限值和丈量方法

(Vehicles,boats,and internal combustion engine driven devices radio disturbance characteristics limits and methods of measurement)

CISPR 25 用于保护用在车辆、机动船和装置上车载接受机的无线电骚扰特性的限值和丈量方法

(Limits and methods of measurement of radio disturbance characteristics for the protection of receivers used on board vehicles,boats and on devices)

欧洲汽车电磁兼容标准

95/54/EC 对于车内点火发动机产生的无线电干扰的抑制

(The suppression of radio interference produced by Dark-ignition engines fitted to motor vehicles

95/56/EC 车辆保安系统

(Vehicle security systems)

97/24/EC 2/3轮式车辆

(wheeled vehicles)

2000/2/EC 森林和农用拖拉机

(Forestry and agricultural Tractors)

ECE R10 有关车辆电磁兼容方面的同一条款

美国汽车工程学会(SAE)电磁兼容标准

SAE J551-1 为车辆的装置的电磁兼容的限值和测试方法总则(60Hz~18GHz)

SAE J551-2 为车辆,机动船和点火发动机驱动装置的无线电骚扰特性的限值及方法(30MHz~1GHz)

SAE J551-3 窄带丈量

SAE J551-4 车辆和装置的宽窄带丈量方法和限值(150kHz~IO00MHz)

SAE J551-5 电动车宽带磁场和电场强度的限值和丈量方法(9kHz~30MHz)

SAE J551-11 来自车外干扰源的整车电磁抗扰度(100kHz~18GHz)

SAE J551-12 来自车载发射机干扰源的整车抗扰度丈量(1.8MHz一1.3GHz)

SAE J551-13 大电流注进(1~400MHz)

SAE J551-14 混响室

SAE J551-15 为静电放电

SAE J551-16 抗瞬态电磁干扰

SAE J551-17 抗电源线磁场干扰(60Hz~30kHz

SAE J1113-1 汽车零部件的电磁敏感性的丈量过程及限值总则(60Hz~18GHz)

SAE J1113-2 传导抗扰度丈量~导线法(30Hz~250kHz)

SAE J1113-3 传导抗扰度丈量~射频(RF)功率直接注进法(250kHz~500kHz)

SAE J1113-4 辐射电磁场抗扰度丈量——BCI法

SAE J1113-11 针对电源线的瞬态传导抗扰度

SAE J1113-12 通过传导和耦合产生的电气干扰~耦合钳法

SAE J1113-13 静电放电

SAE J1113-21 用于电磁抗扰度丈量的暗室(10kHz~18GHz)

SAE J1113-22 由电源线产生辐射磁场的抗扰度丈量(60Hz~30kHz)

SAE J1113-23 辐射电磁场抗扰度丈量——带状线法

SAE J1113-24 为辐射电磁场抗扰度丈量——TEM小室法(10kHz~200MHz)

SAE J1113-25 辐射电磁场抗扰度丈量——三层板法(10kHz~500MHz)

SAE J1113-26 交流功率电场抗扰度丈量(60Hz~30kHz)

SAE J1113-27 辐射电磁场抗扰度丈量——混响室法

SAE J1113-41 用于保护车载接受机的车内零部件与组件的无线电干扰特性丈量方法及限值

SAE J1113-42 对于瞬态传导辐射的电磁敏感度

国际电工委员会标准

IEC 1000-4-3 辐射(射频)电磁场抗扰度试验

美国国家标准

ANSI 63.4 低压电子电器设备无线电噪声发射丈量方法