汽車電磁騷擾標(biāo)準(zhǔn)體系

1、淺談汽車電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)體系馬進(jìn)隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，國(guó)內(nèi)汽車需求激增，使得中國(guó)汽車工業(yè)近年來迅速發(fā)展，己經(jīng)使汽車工業(yè)成為中國(guó)經(jīng)濟(jì)的一個(gè)支柱產(chǎn)業(yè)。特別是21世紀(jì)的這頭十年，我國(guó)的汽車工業(yè)迎來了歷史上發(fā)展最快的一個(gè)階段。無論是整車的生產(chǎn)，還是零部件的制造，都表現(xiàn)出一派欣欣向榮的氣象。然而在這繁榮的背后，也潛伏著危機(jī)。國(guó)外核心技術(shù)的壟斷，各種汽車標(biāo)準(zhǔn)的限制，使我們只能處在“中國(guó)制造”階段，只能在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)通過降低產(chǎn)品檔次，以低廉的價(jià)格和我們的對(duì)手競(jìng)爭(zhēng)，很難走出去，拓展海外市場(chǎng)。長(zhǎng)此以往，會(huì)嚴(yán)重阻礙我國(guó)汽車工業(yè)的健康發(fā)展。目前，國(guó)際汽車工業(yè)的發(fā)展極大的拉動(dòng)了與之配套的汽車電子行業(yè)的迅速發(fā)展，而我國(guó)汽

2、車行業(yè)最欠缺的技術(shù)之一就是汽車電子研發(fā)測(cè)試技術(shù)。汽車電子在汽車駕駛的安全、舒適、娛樂、動(dòng)力總成、引擎管理、穩(wěn)定性和控制應(yīng)用中被廣泛應(yīng)用，是中高檔車型不可或缺的硬件。而在汽車電子研發(fā)測(cè)試中不可回避的一個(gè)問題就是電磁兼容性問題。在當(dāng)今這個(gè)電力器件和電子信息產(chǎn)品廣泛應(yīng)用的年代，電磁干擾無處不在，由這些器件引發(fā)的EMC問題將使汽車電子的運(yùn)用面臨更加嚴(yán)酷環(huán)境。例如：行車指示不正常使速度自行變更、安全氣囊無端自行彈出、指尖放電造成儀表顯示不正常、收音機(jī)聽到點(diǎn)火噪音等等，這些問題小可影響駕乘人的舒適性，大到嚴(yán)重威脅駕乘者的安全。因此，國(guó)際和地區(qū)的各種汽車制造商、汽車工業(yè)協(xié)會(huì)、標(biāo)準(zhǔn)組織不斷建立和完善汽車 EM

3、C標(biāo)準(zhǔn)以控制和解決汽車電子技術(shù)中 EMC問題。而我國(guó)的汽車工業(yè)起步晚，發(fā)展慢，只是近年才有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，為了能迎頭趕上，必須了解現(xiàn)行的汽車EMC測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，才能有的放矢的去提高自身的技術(shù)水平。汽車 EMC標(biāo)準(zhǔn)從 20 世紀(jì)60 年代至今，經(jīng)過 40 多年的發(fā)展，無論是世界性標(biāo)準(zhǔn)組織，還是發(fā)達(dá)的汽車制造企業(yè)，都已經(jīng)建立了完整的標(biāo)準(zhǔn)體系。目前，在國(guó)際上具有廣泛影響力、權(quán)威性的標(biāo)準(zhǔn)有 ISO 標(biāo)準(zhǔn)、IEC/CISPR 標(biāo)準(zhǔn)、SAE 標(biāo)準(zhǔn)。另外，歐盟、日本等國(guó)家也建立了各自的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)與推薦性標(biāo)準(zhǔn)。在先進(jìn)的汽車制造商中，如福特、通用、大眾等也建立了一整套的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。按照影響范圍的大小這些標(biāo)準(zhǔn)（見表1）可

4、以分為四個(gè)層次：國(guó)際、地區(qū)、國(guó)家、企業(yè)。表一 汽車電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)體系1.國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)：ISO和IEC標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO的EMC標(biāo)準(zhǔn)由其TC22委員會(huì)制定，而SC3分委會(huì)在TC22中主要負(fù)責(zé)道路車輛電子和道理設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)的制定，所以大部分ISO的EMC標(biāo)準(zhǔn)出自這里。國(guó)際電工組織IEC的EMC標(biāo)準(zhǔn)由其下屬的特別委員會(huì)，國(guó)際無線電干擾特別委員會(huì)CISPR的D分會(huì)制定。2.地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)：EEC指令和SAE標(biāo)準(zhǔn)。EEC指令是歐盟委員會(huì)EC制定的，EC是歐盟的常設(shè)機(jī)構(gòu)，是歐盟中唯一有權(quán)制定各種法令的機(jī)構(gòu)。EEC指令時(shí)所有歐盟成員國(guó)必須遵守的。SAE標(biāo)準(zhǔn)由美國(guó)汽車工程師協(xié)會(huì) SAE （Society of Aut

5、omotive Enginess）制定的。SAE成立于1965 年，研究對(duì)象是汽車、載重車、工程車、飛機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)、材料以及制造等方面。目前，它擁有 97個(gè)國(guó)家的成員。3.國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：我國(guó)的GB系列標(biāo)準(zhǔn)。中國(guó)汽車EMC標(biāo)準(zhǔn)組織由全國(guó)無線電干擾標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)和全國(guó)汽車標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)組成。這兩大組織歸于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì) SAC管理。其中全國(guó)無線電干擾標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)成立于1986年，而全國(guó)汽車標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)于 1988 年成立。我國(guó)的汽車EMC標(biāo)準(zhǔn)雖然研制較晚，不過近年來先后發(fā)布更新了一批標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)展還是比較快的。4.企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：福特公司標(biāo)準(zhǔn)。在汽車EMC標(biāo)準(zhǔn)制定方面，除了國(guó)際組織，區(qū)域集團(tuán)有這個(gè)能力之

6、外，汽車工業(yè)的一些行業(yè)巨頭也制訂了自己的標(biāo)準(zhǔn)，如美國(guó)福特公司。由于他們的研究起步較早，技術(shù)力量雄厚，汽車銷售和制造在全球占有很高的份額，所以他們制定的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也有很大的影響力。這四個(gè)層次是在宏觀上將汽車EMC標(biāo)準(zhǔn)的來源及影響力進(jìn)行劃分，若按照EMC測(cè)試方向，可以歸類為 CE(傳導(dǎo)發(fā)射)、RE（輻射發(fā)射）、CS（傳導(dǎo)抗擾度）、RS（輻射抗擾度）、ESD（抗靜電）五個(gè)方面。為更加深入的對(duì)汽車EMC標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容加以理解，以下分別按照國(guó)際、地區(qū)、中國(guó)、福特公司這四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)體系層次，整車和零部件測(cè)試這兩大類別，對(duì)以上五個(gè)方面的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行簡(jiǎn)要分析和對(duì)比。1.CE(傳導(dǎo)發(fā)射)在整車的傳導(dǎo)發(fā)射試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中，僅有

7、美國(guó)汽車工程師協(xié)會(huì)的 SAE J551-5標(biāo)準(zhǔn)和我國(guó)的GB/T18387-2001標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)的GB/T18387-2001等效采用SAE J551-5標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容。以上兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是考察電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)的電源線在 450kHz 到30MHz 的傳導(dǎo)發(fā)射情況。其適用對(duì)象包含目前的混合動(dòng)力汽車。 零部件的傳導(dǎo)發(fā)射試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中，2004/104/EC、SAE J1113-42、CE410 等效ISO7637-2，SAE J1113-41、GB18655、CE420 等效 CISPR25。由此可見，零部件的傳導(dǎo)發(fā)射試驗(yàn)被絕大多數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)組織采用。其體系見表2。表2 CE(傳導(dǎo)發(fā)射)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)2.RE（輻射發(fā)射）整

8、車的輻射發(fā)射試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)， 主要考察的是對(duì)車外的道路接收機(jī)或車載接收機(jī)輸入端的電磁騷擾特性。美國(guó)汽車工程師協(xié)會(huì) SAE、歐盟標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)、我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)組織相繼等效采用 CISPR12標(biāo)準(zhǔn)。 零部件的輻射發(fā)射試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，主要考察的是對(duì)車載電子電器部件通過輻射途徑對(duì)外的電磁騷擾特性。美國(guó)汽車工程師協(xié)會(huì) SAE、歐盟標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)、我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)組織相繼等效采用 CISPR25標(biāo)準(zhǔn)。其體系見表3。表3 RE（輻射發(fā)射）測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)3.CS（傳導(dǎo)抗擾度）整車的傳導(dǎo)抗擾度試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，從施加騷擾能量的形態(tài)上可以分為時(shí)域脈沖型和頻域調(diào)制型。其中，時(shí)域脈沖型是通過電源線或信號(hào)線對(duì)汽車電子電器部件施加尖峰脈沖來考察整車對(duì)車內(nèi)電網(wǎng)或空間電磁

9、環(huán)境的抗擾能力；頻域調(diào)制型是考察整車的窄帶電磁騷擾抗擾能力，即汽車電子電器部件通過互連線纜束對(duì)造成的電磁騷擾特性。零部件的傳導(dǎo)抗擾度試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，與整車的考察原理相似，也可分為時(shí)域脈沖型和頻域調(diào)制型，只不過是考察對(duì)象是車載電子電器部件。這兩種試驗(yàn)方法已經(jīng)被絕大多數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)組織采用。其體系見表4。表4 CS（傳導(dǎo)抗擾度）測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)4.RS（輻射抗擾度）整車的輻射發(fā)射試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)， 主要考察的是車輛對(duì)車外或者車內(nèi)的窄帶輻射的抗擾能力。美國(guó)汽車工程師協(xié)會(huì) SAE、歐盟標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)相繼等效采用 ISO11451標(biāo)準(zhǔn)。零部件的輻射發(fā)射試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，主要考察車載電子電器部件對(duì)環(huán)境的窄帶輻射的抗繞能力。美國(guó)汽車工程師協(xié)會(huì) S

10、AE、歐盟標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)、我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)組織相繼等效采用 ISO11452 標(biāo)準(zhǔn)。其體系見表5。表5 RS（輻射抗擾度）測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)5.ESD（抗靜電）整車和零部件的抗靜電標(biāo)準(zhǔn)主要考察在整車和零部件在周圍產(chǎn)生靜電時(shí)的抗干擾性能。目前國(guó)際上大都執(zhí)行2001 版ISO10605，美國(guó)汽車工程師協(xié)會(huì)SAE在試驗(yàn)方法上也采用 ISO10605。 我國(guó)目前執(zhí)行的GB/T19951-2006 是等效采用 ISO10605 標(biāo)準(zhǔn)。汽車 ESD 類標(biāo)準(zhǔn)按照標(biāo)準(zhǔn)組織和 EUT（整車、零部件）進(jìn)行分類，詳見表6。表6 ESD（抗靜電）測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)綜上所述，目前國(guó)外的汽車EMC標(biāo)準(zhǔn)的制定和更新速度還是比較快的，國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)主要還是參考引用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。隨著汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，特別是新動(dòng)力、新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)如：清潔能源-電動(dòng)汽車的出現(xiàn)，汽車EMC標(biāo)準(zhǔn)體系也將會(huì)不斷完善與變革，EMC測(cè)試的內(nèi)容越來越豐富，要求也會(huì)越來越苛刻，我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的技術(shù)性難題也會(huì)越多。但是機(jī)遇和挑戰(zhàn)并存，只要我們對(duì)國(guó)際汽車EMC標(biāo)準(zhǔn)體系有了充分的了解和及時(shí)的掌握，就可以緊跟時(shí)代的步伐，引進(jìn)-消化-吸收-創(chuàng)新走出我們汽車工業(yè)自己的發(fā)展之路。注：電