國內外汽車電磁兼容技術標準介紹

1、國內外汽車電磁兼容技術標準介紹作者：莊盛 編譯近年來，日益繁多的電子產品廣泛應用在汽車上，并逐漸形成汽車電子技術。汽車電子技術的應用程度已成為提高汽車技術水平的重要標志，各種電子電器產品已占汽車總成本30%，甚至更多，而且這種趨勢還在不斷的發(fā)展。在這樣的形勢下，便派生出一門新興技術汽車電磁兼容技術。 汽車電磁兼容技術涉及整車對外的輻射干擾防治，車內的傳導、耦合、輻射干擾的防治技術，汽車電子部件的抗干擾技術，整車的抗輻射干擾技術，各種電子電器部件的相互兼容技術，整車與環(huán)境電磁兼容技術等諸多方面的內容。 汽車電磁兼容技術的定義 汽車電磁兼容技術的定義：車輛或零部件或獨立技術單元在其電磁環(huán)境中能令人

2、滿意的工作，又不對該環(huán)境中任何事物造成不應有的電磁干擾的能力。即在汽車及其周圍的空間中，在一定的時間內（運行的時間），在可用的頻譜資源條件下，汽車本身及其周圍的用電設備可以共存不致引起降級。 國內外汽車電磁兼容技術的標準化 汽車上的電子電器設備所產生的電磁干擾會給汽車本身裝備的電子控制系統(tǒng)及其它電子產品的正常工作帶來不利影響。因此，要保證諸如ABC、發(fā)動機燃油電子控制等系統(tǒng)和其它電子設備的正?？煽抗ぷ鳎捅仨氈匾晫﹄姶偶嫒菁夹g的研究和設計。 汽車技術比較先進的國家都十分重視對汽車電磁兼容技術的研究，紛紛制定了相應法規(guī)和標準；各大汽車生產商則投入資金建立相應的汽車電磁兼容技術研究中心，對其整車執(zhí)

3、行測試認可，對汽車電子產品零部件的批量生產進行檢查，分析事故的賠償責任，對整車電磁環(huán)境的測試進行分析和描述，從而提出整車電氣系統(tǒng)和汽車電子產品的電磁兼容性設計的技術要求。 我國汽車電磁兼容技術的研究起步較晚，相關標準還不夠完善，同先進國家相比差距還是比較大的。目前，國內相對實力較強的幾大汽車廠家都已經認識到電磁兼容技術的重要性，已開展這方面的研究。 下面列舉國內外相關汽車電磁兼容技術的主要標準。 表1：國內汽車電磁兼容技術相關標準 資料來源：中國汽車工業(yè)年鑒，中國標準服務網，ISTIS收集整理表2：國外汽車電磁兼容技術相關標準 標準協(xié)會標準號標準名稱汽車電磁兼容國際標準ISO 11451道路車

4、輛窄帶輻射電磁能量所產生的電氣干擾整車測試法（Road vehiclesElectrical disturbances by narrowband radiated electromagnetic energyVehicle test methods）ISO 11452道路車輛窄帶輻射電磁能量所產生的電氣干擾零部件測試法（Road ISO vehiclesElectrical disturbances by narrowband radiated electromagnetic energy Component test methods）ISO 7637道路車輛由傳導和耦合產生的電氣干擾（ro

5、ad vehicleselectrical disturbances by conduction and coupling）ISO TR 1O6O道路車輛靜電放電產生的電氣干擾（road vehicleselectrical disturbances from electrostatic discharge）CISPR 12車輛、機動船和內燃發(fā)動機驅動裝置的無線電騷擾特性的限值和測量方法（Vehicles，boats，and internal combustion engine driven devices radio disturbance characteristics limits an

6、d methods of measurement）CISPR 25用于保護用在車輛、機動船和裝置上車載接受機的無線電騷擾特性的限值和測量方法（Limits and methods of measurement of radio disturbance characteristics for the protection of receivers used on board vehicles，boats and on devices）歐洲汽車電磁兼容標準9554EC對于車內點火發(fā)動機產生的無線電干擾的抑制（The suppression of radio interference produce

7、d by Darkignition engines fitted to motor vehicles9556EC車輛保安系統(tǒng) （Vehicle security systems）9724EC23輪式車輛（wheeled vehicles）20002EC森林和農用拖拉機（Forestry and agricultural Tractors）ECE R10有關車輛電磁兼容方面的統(tǒng)一條款美國汽車工程學會（SAE）電磁兼容標準SAE J551-1為車輛的裝置的電磁兼容的限值和測試方法總則（60Hz18GHz）SAE J551-2為車輛，機動船和點火發(fā)動機驅動裝置的無線電騷擾特性的限值及方法（30MHz

8、1GHz）SAE J551-3窄帶測量SAE J551-4車輛和裝置的寬窄帶測量方法和限值（150kHzIO00MHz）SAE J551-5電動車寬帶磁場和電場強度的限值和測量方法（9kHz30MHz）SAE J551-11來自車外干擾源的整車電磁抗擾度（100kHz18GHz）SAE J551-12來自車載發(fā)射機干擾源的整車抗擾度測量（18MHz一13GHz）SAE J551-13大電流注入（1400MHz）SAE J551-14混響室SAE J551-15為靜電放電SAE J551-16抗瞬態(tài)電磁干擾SAE J551-17抗電源線磁場干擾（60Hz30kHzSAE J1113-1汽車零部件

9、的電磁敏感性的測量過程及限值總則（60Hz18GHz）SAE J1113-2傳導抗擾度測量導線法（30Hz250kHz）SAE J1113-3傳導抗擾度測量射頻（RF）功率直接注入法（250kHz500kHz）SAE J1113-4輻射電磁場抗擾度測量BCI法SAE J1113-11針對電源線的瞬態(tài)傳導抗擾度SAE J1113-12通過傳導和耦合產生的電氣干擾耦合鉗法SAE J1113-13靜電放電SAE J1113-21用于電磁抗擾度測量的暗室（10kHz18GHz）SAE J1113-22由電源線產生輻射磁場的抗擾度測量（60Hz30kHz）SAE J1113-23輻射電磁場抗擾度測量帶狀

10、線法SAE J1113-24為輻射電磁場抗擾度測量TEM小室法（10kHz200MHz）SAE J1113-25輻射電磁場抗擾度測量三層板法（10kHz500MHz）SAE J1113-26交流功率電場抗擾度測量（60Hz30kHz）SAE J1113-27輻射電磁場抗擾度測量混響室法SAE J1113-41用于保護車載接受機的車內零部件與組件的無線電干擾特性測量方法及限值SAE J1113-42對于瞬態(tài)傳導輻射的電磁敏感度國際電工委員會標準IEC 1000-4-3輻射（射頻）電磁場抗擾度試驗美國國家標準ANSI 634低壓電子電器設備無線電噪聲發(fā)射測量方法資料來源：安全與電磁兼容，ISTIS

11、收集整理相關標準原文，請到上海圖書館專利標準科技報告閱覽室查詢有關專利、標準、科技報告檢索服務。 參考文獻 1.電磁兼容，中國汽車技術研究中心 徐立，中國汽車工業(yè)年鑒 2.汽車電磁兼容標準，林艷萍，安全與電磁兼容2002年4期 3.我國汽車電磁兼容技術發(fā)展狀況，徐立，安全與電磁兼容2003年1期 4.重型汽車電磁兼容性問題的分析，EMC CHINA 中國電磁兼容網：/tech/tech.asp?id=2963(end)GB/T 183872008（2008-01-22發(fā)布2008-09-01實施）代替GB/T 183872001 前言

12、60;本標準修改采用美國汽車工程師協(xié)會標準SAE J551-5 JAN2004（電動車輛的電場和磁場強度的測量方法及執(zhí)行電平。本標準與SAE J5515 JAN2004比較，主要技術差異及原因：第2章引用文件，本標準引用GB/T 4365代替SAE J551-1的術語定義，引用GB/T 14023代替SAE J551-2，技術內容相同，可以代替；刪除了僅作為參考的出版物“美國聯(lián)邦47號規(guī)則通信；15部分無線電頻率設備”和IEEE出版物“IEEE Std.291”。4.2傳導發(fā)射限值，刪除了非商業(yè)區(qū)限值250 V要求。統(tǒng)一限值，不劃分商業(yè)和非商業(yè)區(qū)。本標準增加附錄A“棒天線校準等效電容替代法”。

13、此部分為本標準前版內容，指導測量的準確性，與SAE J551-5 DECl997版中附錄A相同。本標準與SAE J551-5 JAN2004比較，章節(jié)的差異：本標準將SAE J551-5 JAN2004中涉及測量方法的6，7，8章合并到本標準的第5章，對應章節(jié)5.4，5.5，5.6。本標準增加附錄A。本標準附錄B對應SAE J551-5 JAN2004附錄A。本標準規(guī)定了電動車輛的發(fā)射電場和磁場強度的限值和測量方法，頻率范圍9 kHz30 MHz，與GB 14023車輛、機動船和由火花點火發(fā)動機驅動的裝置的無線電騷擾特性的限值和測量方法頻率范圍30 MHz1000 MHz相協(xié)調。本版標準代替前

14、版GB/T 183872001電動車輛的電磁場輻射強度的限值和測量方法  寬帶9 kHz30 MHz，與前版標準相比，本版標準主要變化如下：第1章，進一步明確了本標準適用范圍；第2章，增加引用文件GB 9254，ANSI C63.4，ANSI C63.12；第4章，輻射發(fā)射騷擾限值有重大變化（本版圖1和圖2與前版圖1和圖2對比）；增加了4.2車載充電器的傳導發(fā)射限值（表3）；第5章，5.2中磁場測量距離由前版標準1m±0.2 m變?yōu)楸景鏄藴? m±0.2 m；增加了5.3“傳導發(fā)射測量場地的要求”；本版5.4，5.5對應前版6，7；增加5.6“車載充電器測量”；附

15、錄A，增加圖A.2；增加附錄B“測量距離從10 m到3 m限值換算的說明”。本標準附錄A為規(guī)范性附錄，附錄B為資料性附錄。本標準由國家發(fā)展與改革委員會提出。本標準由全國汽車標準化技術委員會歸口。本標準負責起草單位：中國汽車技術研究中心。本標準主要起草人：徐立。本標準所代替標準的歷次版本發(fā)布情況為：GB/T 183872001。 電動車輛的電磁場發(fā)射強度的限值和測量方法，寬帶，9 kHz30 MHzLimits and test method of magnetic and electric field strengh from electric vehicles,broadband,

16、9 kHz to 30 MHz1范圍 本標準規(guī)定了電動車輛在頻率范圍9kHz30MHz的磁場和電場的輻射發(fā)射的限值和測量方法，以及在頻率范圍450 kHz30 MHz的傳導發(fā)射的限值和測量方法。本標準中的傳導發(fā)射測量僅適用于車載電池充電系統(tǒng)，其開關頻率應在9 kHz以上，能量通過金屬導體傳輸。傳導發(fā)射的技術要求僅適用于通過交流電源線對電池充電過程期間。本標準不包含使用電源感應耦合裝置的電池充電系統(tǒng)的傳導和輻射發(fā)射測量。注：對于頻率范圍在30 MHz1 000 MHz的電磁騷擾測量，采用GB l4023。 2規(guī)范性引用文件 下列文件中的條款通過本標準的引用而成為本標

17、準的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單（不包括勘誤的內容）或修訂版均不適用于本標準。然而，鼓勵根據本標準達成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本標準。GB/T 4365  電工術語  電磁兼容GB/T 43652003，IEC 60050（161）：1990十Amd.1：1997+Amd.2：1998，IDTGB/T 6113  無線電干擾和抗擾度測量設備規(guī)范GB/T 61131995，idt CISPR 16-l：1993GB 9254  信息技術設備的無線電騷擾限值和測量方法GB 9254

18、1998，idt CISPR 22：1997GB 14023  車輛、機動船和由火花點火發(fā)動機驅動的裝置的無線電騷擾特性的限值和測量方法GB/T 140232006，CISPR l2：2005，IDTANSI C63.41992  低壓電子電氣設備在9 kHz40GHz的無線電噪聲發(fā)射測量方法ANSI C63.121987  電磁兼容限值  推薦實施 3術語和定義 GB/T 4365中確立的術語和定義適用于本標準。 4騷擾限值 4.1輻射發(fā)射表1和圖1給出了電場強度發(fā)射限值。表2和圖2給出了磁場強度發(fā)射限值。4.2

19、傳導發(fā)射車載充電系統(tǒng)的傳導發(fā)射限值見表3，應使用準峰值檢波器進行測量。測量儀器帶寬為9kHz。若使用峰值檢波器進行測量且符合準峰值的限值，則認為符合本條款要求。5測量方法 5.1測量儀器要求5.1.1測量儀器型式測量儀器應滿足GB/T 6113的要求。手動或自動頻率掃描均可使用。頻譜分析儀和掃描接收機均可用于騷擾測量。對于過載、線性度、選擇性和脈沖響應，應給予特別的注意。最小掃描時間    頻譜分析儀或掃描接收機的掃描速率應按表4調整。測量儀器帶寬選擇測量儀器帶寬時，應確保本底噪聲至少比限值曲線低6 dB。推薦帶

20、寬見表5。注：當測量儀器的帶寬超過窄帶信號的帶寬時，測得信號的幅度將會受影響。當測量儀器的帶寬減少時，脈沖帶寬的指示值將會減小。如果頻譜分析儀用于峰值測量，視頻帶寬至少是分辨率帶寬的3倍。5.1.2天線系統(tǒng)圖1和圖2中的測試限值以dB（V/m/kHz）和dB（A/m/kHz）表示。理論上，只要天線有足夠的敏感度，適當的修正系數，并且天線具有50阻抗與測量接收機匹配，可以使用任何天線。下列天線適用于本測試方法：a）  0.009 MHz30 MHz  帶有天線匹配單元的1 m垂直單極子。平衡器由天線制造商推薦。b）  0.009 MHz30 MHz  60

21、cm靜電屏蔽環(huán)天線。市場供應的棒天線和環(huán)天線，可以使用其已知的天線校正系數。1 m單極子棒天線及其相關匹配單元的校準程序可參考GB/T 6113。電纜損耗系數的定義見GB l40232006的“附錄C  天線和饋線的維護與校準”。5.1.3天線匹配單元在測量的整個頻段上，應保證匹配單元和測量接收機之間達到阻抗匹配，最大駐波比（SWR）為2:1。從天線到接收機的天線系統(tǒng)的任何衰減或放大都應得到修正。注；應特別注意，保證輸入電壓不超過匹配單元的脈沖輸入額定值或可能發(fā)生的過載。當使用有源匹配單元時，這一點特別重要。5.1.4線性阻抗穩(wěn)定網絡（LISN）人工網絡。每根電源線都應端接一個50H

22、/50LISN1），ANCI C63.4規(guī)定了人工網絡。人工網絡的額定電流應大于車輛充電時的峰值電流，額定電壓應與電源電壓一致，與所使用頻率兼容。人工網絡在450 kHz30 MHz的頻率范圍內應能滿足阻抗要求。5.2輻射發(fā)射測量場地要求測試場地應符合開闊試驗場地（OATS）的要求，或者符合吸波屏蔽室（ALSE）的要求，見GB 140232006。5.2.1棒天線置于地面上，距車輛的最近部分為3 m±0.1 m。5.2.2環(huán)天線中心置于地面以上1 m±0.05 m，距車輛的最近部分為3 m±0.2 m。注：環(huán)天線位于磁場的最大敏感度方向，此時與環(huán)天線平面垂直的軸線

23、平行于磁場方向。在環(huán)天線的情況下，這類極化適用于軸線方向。嚴格地說，這類極化用于指示電場的方向；當環(huán)天線定位在磁場的最大耦合方向時，電場方向平行于環(huán)平面。5.3傳導發(fā)射測量場地的要求傳導發(fā)射測試應依據ANSI C63.4。注：測試應當在屏蔽室內進行以防止來自環(huán)境的發(fā)射而影響測試結果。人工網絡與車輛連接的電纜的長度應為1.5 m±0.05 m。人工網絡應與車輛所處的接地平板使用銅帶線搭接，銅帶線應盡可能短，并且長寬比最大不能超過7。當使用多個人工網絡（LISN）時，每個50 的端口都應端接測量儀器或50 的負載阻抗。5.4預掃描過程2）用絕緣的千斤頂舉起驅動輪。注：如果車輛在無負載狀態(tài)

24、下運行會引起動力系統(tǒng)損害或降低輻射發(fā)射電平，那么可以使用測功機。5.4.2確定在高速檔時車速為40 km/h的穩(wěn)定條件。5.4.3對電場的垂直方向和磁場的3個正交方向，記錄數據。5.4.4對車輛的其他3個側面，重復進行5.4.3。5.4.5依據5.4.3和5.4.4的結果決定最大發(fā)射方向。這個決定是基于從車輛的4個側面得到的最高電平。如果車輛的兩個不同的側面的最高電平大致相等，那么選擇其中1個側面作為最大輻射方向。5.4.6天線的放置和定向為最大接收信號方向，即在5.4.5確定的側面，車輛以16 km/h和64 km/h的穩(wěn)定車速運行，重復5.4.3，測量最大發(fā)射。5.5車輛測量3）5.5.1

25、頻率范圍測量應在9 kHz30 MHz的頻率范圍內進行。這個范圍也可以分成至少11個頻段，每個頻率倍程為1個頻段。每個頻段既可以手動掃描也可以自動掃描，以確定隨頻率變化的輻射場強。表6給出了一種頻段劃分的示例。本標準未規(guī)定測量的特征頻率點，選擇測量頻率點時應充分考慮其分布。每個倍頻程至少測量兩個頻率點，并且連續(xù)兩個頻率點的比不超過1.6。5.5.2運行條件車輛在不帶負載的測功機或以定速在輪軸支架上運行。注：如果車輛在無負載狀態(tài)下運行會引起動力系統(tǒng)的損壞或導致降低輻射發(fā)射電子，那么應把車輛置于測功機上進行測量，按水平道路給車輛加載，以5.4.6規(guī)定的速度運行。在試驗的全過程，車輛以5.4.6規(guī)定

26、的速度運行。5.5.3車輛測量按適當的帶寬和天線系數將數據規(guī)范到dB（V/m/kHz）或dB（A/m/kHz）。帶寬修正，對于峰值檢波測量，可以通過一個修正系數將其他帶寬與1kHz或1MHz帶寬相關聯(lián)。對1 kHz，修正系數為20 lg帶寬（kHz）/l kHz；對1 MHz，修正系數為20 lg帶寬（kHz）/l MHz。例如：120 kHz帶寬的相關限值，修正系數為20 lg（120kHz/l kHz）42 dB。5.6車載充電器的測量4）測量應在最大連續(xù)補充充電等級上進行。如果車輛設計有多個充電電源電壓，在每個電壓上均應對導線進行發(fā)射測量。在規(guī)定的頻率范圍，應進行掃頻測量，同時記錄數據。

27、如果數字控制電路或開關電路使用的頻率超出1.705 MHz時，應再進行充電系統(tǒng)的輻射發(fā)射測試，應按照GB 14023進行測量，在頻率范圍30 MHz1 000 MHz執(zhí)行窄帶輻射發(fā)射限值。 附錄A（規(guī)范性附錄）棒天線校準等效電容替代法 A.1校準方法 等效電容替代法采用模擬天線代替實際的棒天線輻射單元。模擬天線的主要元件是一個電容器，其電容量等于棒天線或單極子天線的固有電容。這個模擬天線由信號源饋給信號，從耦合器或天線的底部單元輸出，采用如圖A.1所示的試驗布置進行測量，天線系數（AF）由公式（A.1）給出，其單位為dB（1/m）。AFVDVLCh &#

28、160;  （A.1）式中：VD測得的信號發(fā)生器輸出電平，單位為分貝（微伏）dB（V）；VL測得的耦合器輸出電平，單位為分貝（微伏）dB（V）；Ch高度修正系數（用于有效高度），單位為分貝（米）dB（m）。對于通常用于EMC測量的1 m棒天線，有效高度（he）為0.5 m時，高度修正系數（Ch）為6 dB（m），固有電容（Ca）為10 pF。注：有效高度、高度修正系數和特殊尺寸棒天線的固有電容的計算方法，見A.3。應采用下列兩種方法中的一種來校準：網絡分析儀法或者信號發(fā)生器和無線電噪聲儀法。這兩種方法采用同一模擬天線。制作模擬天線的指南見A.2。應在足夠數量的頻率點上進行測量，以便在

29、天線工作頻率范圍內或9 kHz30 MHz頻率范圍內，獲得一條天線系數隨頻率變化的平滑曲線，兩者取較小值。注：網絡分析儀法優(yōu)于無線電噪聲儀和信號發(fā)生器法，因為前者在全頻段有更低的測量不確定度。a）  網絡分析儀法用測量中使用的電纜來校準網絡分析儀；按圖A.1 a）設置被校準的天線和測量設備；用試驗通道的信號電平VD dB（V）減去基準通道的信號電平VLdB（V），再減去Ch （對于1 m的棒天線為6 dB），即可得到天線的天線系數，單位為dB（1/m）。注：因為網絡分析儀的通道阻抗非常接近50，而網絡分析儀在校準中會修正任何誤差。因此，用網絡分析儀不需要衰減器，如果需要，也可以使用衰減器，但這將使網絡分析儀的校準變復雜。b）  無線電噪聲儀和信號發(fā)生器法按圖A.1 b）設置被校準的天線和測量設備；如圖所示，設備和端接在T型連接器（A）上的50 終端負載連接，在射頻RF端口（B）測量被接收的信號電壓VL，單位為dB（V）；保持信號發(fā)生器RF輸出不變，將50終端負載轉接到RF端口（B）上，再將接收機輸入電纜轉接到T型連接器（A），測量施加的信號電壓VD，單位為dB（V）；用VD減去VL，再減去Ch（對于1 m的棒天線為6 dB），即得到天線系數，單位為dB（1/m）。50 終端負載應具有很小的駐波比