汽车电子电磁兼容标准体系与应用研究

李铁华

（工业和信息化部电子第五研究所，广东 广州 510610）

1 引言

汽车工业的快速发展和汽车市场的激烈竞争极大地促进了各类电气、电子和信息设备在汽车上的广泛应用，对于今天的汽车产业，应用电子技术的程度已成为提升汽车技术水平的重要标志之一。电子设备广泛应用于汽车发动机控制系统、自动变速系统、制动系统、调节系统以及行驶系统中，对汽车的安全性、可靠性和舒适性起着决定性的作用。

随着汽车电气设备数量和种类的不断增加，工作频率的不断提高，汽车内的电磁环境日益复杂。同时，汽车上的电子设备和器件，特别是半导体逻辑器件对电磁干扰十分敏感，经常发生汽车内部电子设备相互干扰的情况。当电磁干扰发生时，轻则导致受干扰的敏感电子设备功能发生降级，重则导致其功能失效，给汽车的安全行驶造成严重的影响。

汽车电子电磁兼容问题已经成为国际上一个重要的研究课题和方向，国外对汽车的电磁兼容问题非常重视，很早就开始了电磁兼容性标准的制订工作，目前已经形成了较为完善的汽车电磁兼容性标准体系。

本文系统地介绍了汽车电子EM C标准体系及其应用情况，并就我国目前的汽车电子EM C标准和发展方向提出了见解，希望对完善国内汽车电子EM C标准体系有一定的作用。

2 汽车电磁兼容标准的分类

汽车电磁兼容标准分为国际、地区、国家和企业标准。现国际上制定电磁兼容方面的标准化组织有国际标准化组织（ISO）、国际电工委员会（IEC）、国际电工委员会无线电干扰特别委员会（CISPR）。地区标准主要是欧洲ECE法规和EEC指令。国家性标准协会有美国国家标准协会（AN SI），美国联邦通讯委员会（FCC），美国汽车工程协会（SAE），德国邮电部（FT Z），德国电气工程师协会（VDE），英国标准协会（BSI），日本民间干扰控制委员会（VCCI），上述标准协会的作用是与国际标准协调，并且制定各国家自己的标准。

国际上各大型汽车公司都有自己的企业电磁兼容标准，如美国福特公司、通用公司，德国大众、宝马、梅塞德斯-奔驰公司，法国的标致-雪铁龙公司，其企业标准比国际上通用的标准要严格得多，例如：通常国际标准对于汽车抗扰度的要求通常为24 V/m，而一些汽车公司则规定为100-200 V/m。

3 汽车电磁兼容国际性标准

3.1 ISO电磁兼容方面的标准

a） ISO 11451系列标准和ISO 11452系列标准

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 electromagneticenergy-vehicle test methods）。该标准为抗窄带电磁辐射源产生的电磁干扰的整车测试方法。ISO 11451包括4部分。分别为：

1)ISO11451-1《第1部分 概述和定义》；

2)ISO11451-2《第2部分 车外辐射源》；

3)ISO11451-3《第3部分 车内内部发射机仿真》；

4)ISO11451-4《第4部分：大量电流注入（ BCI）》。

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 electromagneticenergy-Component test methods）

该标准为抗窄带电磁辐射源产生的电磁干扰零部件测试方法。ISO 11452包括11部分。分别为：

1)ISO 11452-1《第1部分：概述和定义》；

2)ISO 11452-2《第2部分：自由场法》；

3)ISO 11452-3《第3部分：T EM小室法》；

4)ISO 11452-4《第4部分：BCI法》；

5)ISO 11452-5《第5部分：带状线法》；

6)ISO 11452-6《第6部分：平行板法》；

7)ISO 11452-7《第7部分：射频电源注入》；

8)ISO 11452-8《第8部分：磁场抗扰度》；

9)ISO 11452-9《第9部分：便携式发射机》；

10)ISO 11452-10《第10部分：传导抗抗扰度》；

11)ISO 11452-11《第11部分：混响室法》。

b） ISO 7637系列标准

ISO 7637《道路车辆—由传导和耦合产生的电骚扰》（Road vehicles-Electric disturbances by conduction and coupling）。该标准描述的是汽车电气设备经常产生的一些常见的瞬态干扰信号，通过导和耦合方式对被测设备造成干扰的测试及评价方法。

ISO 7637包括3部分，分别为：

1)ISO 7637-1第1部分：定义和一般描述；

2)ISO 7637-2第2部分：沿电源线的电瞬态传导；

3)ISO 7637-3第3部分：沿电源线以外的其他线缆的电瞬态传导。

c）ISO 10650

ISO 10650《道路车辆—静电放电产生的电气干扰》（Road vehicles-Electrical disturbances from electrostatic discharge）。该标准涉及的是人体与车辆接触时所产生的静电放电对车辆电子器件所造成的影响。

3.2 国际电工委员会无线电干扰特别委员会（CISPR） 标准

a） 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测量方法》（Vehicles,boats,and internal combustion engine drivendevices-radio disturbance characteristics-limits and methods of measurement）。该标准保护建筑物内广播电视设备免受来自车辆、船和内燃发动机驱动装置所产生的电磁骚扰。

b） 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测量方法》(Limits and methods of measurement of radiodisturbance characteristics for the protection of receiversused on boardvehicles， boats， and on devices)。该标准保护用于车上、船上和装置上的接受机免受无线电骚扰，并规定了限值和测试方法。

3.3 欧洲汽车电磁兼容标准

a） 欧盟95/54/EC指令

95/54/EC《对于车内点火发动机产生的无线电干扰的抑制》（Thesuppression of radio interference produced by spark-ignition enginesfitted to motor vehicles）。该指令是欧洲汽车认证所依据的法规，包括两方面的内容：一方面是汽车整车的型式认证，另一方面是电气、电子组件的型式认证。其中每种型式认证都包括辐射和抗扰度两个方面，共包括9个技术附件。

1）附件I对车辆和安装于车辆上的电气/电子组件的要求；

2） 附件II A车辆电磁兼容EEC型式认证样本文件；

3） 附件II B电气/电子组件电磁兼容EEC型式认证样本文件；

4）附件III A样本：EEC型式认证证书（车辆）；

5） 附件III B样本：EEC型式认证证书（电气/电子组件）；

6）附件IV车辆发射的宽带电磁辐射的测量方法；

7）附件V车辆发射的窄带电磁辐射的测量方法；

8）附件VI车辆对电磁发射抗扰度的测量方法；

9）附件VII电气/电子组件发射的宽带电磁辐射的测量方法；

10） 附件VIII电气/电子组件发射的窄带电磁辐射的测量方法；

11）附件IX电气/电子组件对电磁发射的抗扰度测量方法。

b）95/96/EC 、97/24/EC和2000/2/EC指令

95/96/EC《车辆保安系统》（Vehicles security system s）。该指令是有关汽车保安系统，即防盗和报警系统的标准。

37/24/EC《轮式车辆》（Wheeled vehicles）。该指令是有关二轮或三轮车辆方面的电磁兼容标准。

2000/2/EC《森林和农用拖拉机》(Forestry and agricultural tractors)。该指令是针对75/322/EEC指令的修订，是针对森林机械和农用拖拉机所制定的标准。

c） ECE R10 指令

ECE R10指令是有关车辆电磁兼容方面的统一条款。本法规内容基本上等效于95/94/EC，不同之处是增加了一些特例和管理上的条款。特例包括对窄带信号、静电放电和传导瞬态干扰的规定。法规共包括9个附件。

1）附件1认可标记位置尺寸安排；

2）附件2A有关汽车整车电磁兼容型式认证的信息文件模式；

3） 附件2B有关电气/电子组件电磁兼容型式认证的信息文件模式；

4）附件3A汽车整车型式认证通讯表格模式；

5） 附件3B电气/电子组件型式认证通讯表格模式；

6）附件4测量车辆产生的宽带电磁骚扰方法；

7）附件5测量车辆产生的窄带电磁骚扰方法；

8）附件6车辆对电磁辐射抗扰度的测试方法；

9）附件7测量电气/电子组件产生的宽带电磁骚扰方法；

10）附件8测量电气/电子组件产生的窄带电磁骚扰方法；

11）附件9测量电气/电子组件对电磁辐射抗扰度的测试方法。

3.4 美国汽车工程学会 （SAE）电磁兼容标准

SAE有关汽车电磁兼容方面的标准主要有：SAE J551和SAE J 1113。SAE J 551主要针对整车，而SAE J 1113主要针对零部件。

a） SAE J 551 标准

在SAE J 551标准中包括抗扰度的测试方法有6部分，辐射的测试方法有4部分。第2部分至第5部分为辐射测量，第11部分至第17部分为抗

扰度测量。

1）第1部分为车辆装置的电磁兼容的限值和测试方法总则（60 Hz～18 GHz）；

2）第2部分为车辆、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（30 Hz～1 GHz），等效于 CISPR 12；

3）第3部分窄带测量；

4）第4部分是车辆和装置的宽窄带测量方法和限值 （150 kHz～1000 M Hz）， 等效于 CISPR 25；

5）第5部分为电动车宽带磁场和电场强度的限值和测量方法（9 kHz～30 M Hz）；

6）第11部分为来自车外干扰源的整车电磁抗扰度 （100 kHz～18 GHz）， 等效于 ISO 11452-2；

7） 第12部分为来自车载发射机干扰源的整车抗扰度测量 （1.8 M Hz～1.3 GHz） ,等效于 ISO 11451-3；

8）第 13部分为大电流注入 （1 Hz～400 M Hz）。 等效于 ISO 11451-4；

9）第14部分为混响室；

10）第15部分为静电放电，等效于ISO 10605；

11）第16部分为抗瞬态电磁干扰；

12）第 17部分为抗电源线磁场干扰 （60 Hz～30 kHz） 。

b） SAE J 1113 标准

SAE J 1113标准包括抗扰度的测试方法有14部分，辐射的测试方法有2部分。

第41部分至第42部分为辐射测量，第1部分至第27部分中的共14部分为抗扰度测量。

1）第1部分为汽车零部件的电磁敏感性的测量过程及限值总则（60 Hz～18 GHz）；

2）第2部分为传导抗扰度测量—导线法（30 Hz～250 kHz）；

3）第3部分为传导抗扰度测量—射频（RF）功率直接注入法（250 kHz～500 kHz），等效于ISO 11452-7；

4） 第4部分为辐射电磁场抗扰度测量—BCI法，等效于ISO 11452-4；

5）第11部分为针对电源线的瞬态传导抗扰度，等效于ISO 7637-2（除测试脉冲5外）；

6） 第12部分为通过传导和耦合产生的电气干扰—耦合钳法，等效于ISO 7637-3；

7）第13部分静电放电，等效于ISO/CD 10605E；

8）第21部分为用于电磁抗扰度测量的暗室（ 10 kHz～18 GHz） ， 等效于 ISO 11452-2；

9）第22部分为由电源线产生辐射磁场的抗扰度测量（60 Hz～30 kHz） ；

10）第23部分为辐射电磁场抗扰度测量—带状线法，等效于ISO 11452-5；

11）第24部分为辐射电磁场抗扰度测量—T EM小室法 （ 10 kHz～200M Hz） ；

12）第25部分为辐射电磁场抗扰度测量—三层板法 （10 kHz～500M Hz） ；

13）第26部分为交流功率电场抗扰度测量（ 60 Hz～30 kHz） ；

14）第27部分为辐射电磁场抗扰度测量—混响室法；

15）第41部分为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测量方法及限值，等效于CISPR 25。

（6）第42部分为对于瞬态传导辐射的电磁敏感度，等效于ISO 7637-2。

除了上述汽车专用的电磁兼容标准外，进行汽车EM C测试还涉及的通用标准有国际电工委员会标准《IEC-4-3辐射（射频）电磁场抗扰度试验》和美国国家标准《AN SI63.4低压电子电器设备无线电噪声发射测量方法》，这两个标准主要是暗室用于测量场均匀性和归一化场地衰减。

4 国内汽车电磁兼容标准

目前，我国的汽车电子电磁兼容标准体系建设还处在初步阶段。近年来，国内有关组织和机构在吸取了国际标准体系建设的基础上，对国内汽车电子EM C标准进行了相关的研究，并结合国内需求，不断地完善我国的标准体系，在采标的基础上，制定了国内的标准和技术规范，对提高我国汽车电子EM C能力，促进电子电子产业发展有着积极的作用。同时，随着我国整车厂商对汽车电子质量需求的提高，对汽车电子零部件的EM C能力的需求也越来越来在零部件采购过程中受到重视，并逐渐成为一种内在的需求。

但是，纵观国内各汽车厂商的对汽车电子EM C测试要求规范(测试计划和试验大纲)，其中很多测试要求和测试技术要求基本上还处在基础阶段，对标准本身的适用性情况缺乏系统和针对性的评估。

国内现行的汽车电磁兼容标准有GB 14023—2006《车辆、机动船和由内燃机驱动的装置无线电骚扰特性 限值和测量方法》（等效于CISPR 12:2005）、GB 18655—2002《用于保护车载接受机的无线电骚扰特性的限值和测量方法》（等效于CISPR 25:1995）、GB/T 17619《机动车电器电子组件的电磁辐射抗扰性限值和测量方法》(等效于95/94/EC—95附件 IX)， 以及 GB/T 21437系列《道路车辆 由传导和耦合引起的电骚扰：沿电源线的电瞬态传导》（等效于7637系列）等。

5 结束语

电磁兼容性标准是汽车磁兼容设计、仿真和测试的前提和依据,它应当是贯穿在整个汽车电磁兼容设计过程中。本文对国内外标准体系做了基本的介绍，对国内的汽车电子EM C标准体系存在的问题提出了个人的看法，希望能引起国内专家和同行的重视，对提高我国汽车电子产品的质量、完善汽车电子产业发展质量保证体系有着积极的意义。

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