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汽車電磁兼容(EMC)問題的研究(二)

日期:2024-10-18 17:22
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摘要:4、電磁敏感設(shè)備因遭受電磁干擾而可能偏離其正常工作狀態(tài)的電子、電器裝置就是電磁敏感設(shè)備。在汽車電控系統(tǒng)中,基于數(shù)字電路的控制系統(tǒng)已逐漸替代了早期由機電或模擬設(shè)備完成的許多功能。但由于半導(dǎo)體邏輯器件對電磁干擾的敏感度較高,加之汽車線束與某些高場強頻段的波長可以比擬,使得大量車載電子、電器零部件同時也成為了電磁敏感設(shè)備 。 如以弱電信號為控制依據(jù)的各種氧傳感器、防爆震傳感器、發(fā)動機 ECU、車身控制模塊(BCM)、ABS輪速傳感器、CAN總線等,常常是多個信號經(jīng)過軟件控制復(fù)用到同一個硬件總線。一個隨機瞬態(tài)脈沖很可...
4、電磁敏感設(shè)備因遭受電磁干擾而可能偏離其正常工作狀態(tài)的電子、電器裝置就是電磁敏感設(shè)備。在汽車電控系統(tǒng)中,基于數(shù)字電路的控制系統(tǒng)已逐漸替代了早期由機電或模擬設(shè)備完成的許多功能。但由于半導(dǎo)體邏輯器件對電磁干擾的敏感度較高,加之汽車線束與某些高場強頻段的波長可以比擬,使得大量車載電子、電器零部件同時也成為了電磁敏感設(shè)備 。
如以弱電信號為控制依據(jù)的各種氧傳感器、防爆震傳感器、發(fā)動機 ECU、車身控制模塊(BCM)、ABS輪速傳感器、CAN總線等,常常是多個信號經(jīng)過軟件控制復(fù)用到同一個硬件總線。一個隨機瞬態(tài)脈沖很可能就破壞了內(nèi)部時鐘晶振的時序、中斷或打亂了正被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)以及程序的執(zhí)行狀態(tài)等,導(dǎo)致相關(guān)部件收到錯誤信號,使系統(tǒng)的控制功能失效。車載電器低電壓、大電流負載特性使其開關(guān)過程在供電線路上會產(chǎn)生很多脈沖干擾,進一步惡化汽車電氣系統(tǒng)的電磁環(huán)境。
盡管可以采取一些措施限制車內(nèi)電磁干擾源產(chǎn)生的干擾噪聲電平處于合理的范圍內(nèi),減少車輛對環(huán)境的電磁污染,但車輛內(nèi)部,特別是車輛外的電磁干擾是難以徹底消除的,無限制地加大干擾抑制措施會成倍地增加生產(chǎn)成本,在實際工程應(yīng)用中是不可行的。這就要求敏感設(shè)備應(yīng)具有一定的抵抗電磁干擾的能力,以保證其自身正常工作,達到車載設(shè)備相互共存、互不影響的狀態(tài)。根據(jù)實現(xiàn)功能的重要程度,各個汽車廠商對車載零部件抗擾度性能等級要求各不相同。對車載 DVD、音視頻系統(tǒng),要求至少為 C級,對車身控制模塊(BCM)、發(fā)動機 ECU、ABS、CAN 總線等則為*上等別 A 級的要求。一般而言,至少都是 C級或以上。
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EMC試驗
四、 汽車電磁兼容性能的評價新車型開發(fā)時,其電磁兼容性能究竟怎樣,能否滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)的要求,需要進行評價。
目前,國內(nèi)外采用的*直接、*有效的評價方法就是根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進行測試評估。當(dāng)然,還有仿真分析法等。1、國內(nèi)現(xiàn)狀由于我國汽車工業(yè)整體水平落后,對汽車電磁兼容性問題的認(rèn)識總體不夠。近年來,逐漸吸收了國外部分研究成果,頒布了一些汽車電磁兼容標(biāo)準(zhǔn),但與 ISO、IEC等國際先進標(biāo)準(zhǔn)還有較大的差距 。目前國內(nèi)涉及到汽車整車及零部件電磁兼容性能的標(biāo)準(zhǔn)有 GB14023、GB/T18387、GB18655、GB/T17619、GB/T19951、GB/T21437 共 6 個,均為全部或部分等同采用相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)制定。主要對內(nèi)燃機汽車的整車輻射騷擾,電動車輛的電磁場發(fā)射強度,車載電子、電器部件的傳導(dǎo)和輻射騷擾,車輛電子電器部件的電磁抗擾度性能,整車及零部件抗靜電放電干擾的性能,由傳導(dǎo)和耦合引起的零部件電磁騷擾特性等方面的要求、測量和評價方法作出規(guī)定。
我國汽車公告、3C等法規(guī)檢測僅對上述前 3 項、前 1 項標(biāo)準(zhǔn)提出了要求,但從零部件配套、車輛出口認(rèn)證以及切實完善汽車電磁兼容性能來看,國內(nèi)汽車電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)化工作還需進一步加強,應(yīng)采納更多國外先進標(biāo)準(zhǔn)。2、國外現(xiàn)狀汽車發(fā)達國家和地區(qū)很早就開展了汽車電磁兼容問題的研究,現(xiàn)在已經(jīng)取得了不少成果,并頒布了較完善的車輛電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)法規(guī),一些汽車制造廠商還制定了遠高于國際標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。目前國外涉及汽車整車及零部件的電磁兼容測試標(biāo)準(zhǔn)多達 29 個,主要有以下幾類:國際標(biāo)準(zhǔn),如 ISO系列(共 15 個抗擾度標(biāo)準(zhǔn))、CISPR 系列(2 個騷擾標(biāo)準(zhǔn)) 等;地區(qū)標(biāo)準(zhǔn),如歐洲的72/245/EEC 指令和 ECE R10 法規(guī)(涵蓋 ISO、CISPR 所有標(biāo)準(zhǔn))等;國家標(biāo)準(zhǔn),如美國汽車工程學(xué)會 SAE 系列標(biāo)準(zhǔn)(共 29 個騷擾和抗擾度標(biāo)準(zhǔn))等;汽車廠商的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),如福特的 ES- XW7T- 1A278- AC,大眾的 VW TL80101、VW TL 82066,現(xiàn)代的 Hyundai ES 39110- 00、HyundaiES96100- 01 等。這些標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)對汽車整車及零部件的電磁輻射騷擾、傳導(dǎo)騷擾、瞬態(tài)傳導(dǎo)騷擾、輻射抗干擾、瞬態(tài)傳導(dǎo)抗干擾、抗靜電放電等的測試方法及限值都進行了詳細的規(guī)定,既可以有效保證汽車的電磁兼容性能,又能使汽車的整體綜合性能得到顯著提高。

五、總結(jié)
由于電子技術(shù)在汽車上的廣泛應(yīng)用,各種車載電子、電器數(shù)量增長迅猛,造成車載用電設(shè)備密集程度越來越大。因此,汽車的電磁兼容性能已成為影響整車性能的重要因素,甚至將成為制約汽車技術(shù)繼續(xù)發(fā)展的瓶頸之一。為解決此問題,汽車廠家應(yīng)當(dāng)建立起一套完善的車載電子、電器零部件的管理流程,在確定整車需要達到的 EMC指標(biāo)情況下,建立起從整車 EMC 指標(biāo)向車載電子、電器 EMC指標(biāo)進行分解的技術(shù)體系,加強試驗檢測和仿真分析,以*終保證整車的電磁兼容性能,從而保障整車可靠的**性、環(huán)保性、節(jié)能性和舒適性等綜合性能。

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