汽车电器电磁干扰及防护的探讨

唐静娴

（淮阴商业学校，江苏 淮安 223003）

当前市场对汽车需求旺盛，对汽车生产技术也提出了较高的要求，随着电汽车电子化程度不断提高，汽车的制造技术不仅能够对大气污染、尾气污染进行防控，也针对汽车污染排名第三的电器电磁干扰进行了防护措施的研究。通过理论研究和实践验证，在论证电器电磁干扰原因的基础上有针对性地提出防干扰措施，目前取得了较好的研究成果。

1 汽车电器电磁干扰及危害

汽车的电磁干扰来源之一是车辆之外的电磁辐射，比如车外的高压线塔、高压线、人体的静电、雷达、手机、通信塔、信号发射塔等。再就是来自车辆内部的自生干扰，比如汽车发动机点火系统里的高能点火线圈、火花塞，各传感器，电子节气门体，发电机，整车仪表类、电子风扇、驱动电机等。汽车所产生的电磁干扰频率范围从115～1 000 MAC 之间不等，影响范围可以达到数百米。电器干扰发生时不仅对汽车广播电视接收机产生影响，也会对移动通信和其他无线装置产生影响[1]。根据国家对于无线电干扰测试方法和允许值的相关规定，当前对于汽车电气设备产生的干扰进行了大量的研究，无线电的干扰频率范围分为中短波、中波、长波等类型。要应对汽车电磁干扰，就要对电磁产生原因进行分析，有效消除干扰危害，本文就汽车内部的电器电磁产生原因以及防干扰措施展开了分析。

2 汽车电器电磁干扰的具体表现

汽车电磁干扰主要产生于汽车电器辐射过程，以信号传导的方式由车内向车外进行传播，主要干扰源有车上通讯设备、电火花、点火器等，采用静电放电、电磁辐射干扰、电路网络干扰等方式进行干扰。其中，电路网络干扰主要源于汽车本身的电气设备，由于电气设备在运行时产生的电流大小不等高压不同，产生干扰脉冲信号往往与电路设计不合理有关，如电路走向不合适和敏感部件接触不良，导致电磁波产生并进行传播。以上都是汽车电器干扰常见现象[2]。

电磁辐射干扰一般发生在汽车电路触点通断瞬间，影响车内收放机的接收，出现瞬间的电压波动、电容量负载以及电感性发生，还有电压瞬时升高和辐射频率加快的现象，影响无线接收工作。当前对于车上电气设备产生的瞬时过电压进行分类，主要包括电感负载过电压和基磁衰减过电压等。过电压电感负载主要表现为汽车的电器配线无屏蔽现象，产生了负脉冲导致仪器仪表受到电磁干扰，损坏元件。基磁衰减过电压是点火开关断开、发动机熄火过程中，蓄电池和基磁绕组发生脱离，出现电火花现象，一瞬间产生自感电动势。电感负载过电压，主要是在电路断开时出现在交流发电机、点火线圈上的感电动势形成不定期负载电压，与原电路电流同向叠加产生了脉冲电磁干扰，引起元件损坏或基本的计算逻辑判断失误[3]。

随着汽车电控技术的进步，现代汽车拥有了遥控防控系统、GPS 系统、移动电话等相应的电气设备，电气设备的广泛应用造成了汽车的电磁干扰成为噪声、尾气之外的第三大污染，对于周边的无线电会产生影响，同时对汽车内部的电子控制系统也会产生损坏，使汽车各种电子控制系统不能提供正常的服务。汽车电器电磁干扰通常是由电磁辐射发生源导致，干扰电缆信号一旦出现就会降低信号完整性，作为一种电子噪声主要由机器和马达产生。再就是通过CNN 总线汇集到汽车车载电脑上的各个控制单元，产生传导性干扰。

例如一些电磁辐射较大时，车载仪表会莫名其妙发生数据变化，此时收音机也会发出嗡嗡的杂音。例如一些中高档汽车本身设计带有ABS 防抱死制动系统，例如车辆在雨中行驶，启动雨刷达到一定速度时，防抱死制动系统突然失效，还有一种情况是汽车在打开闪光灯后，车门突然打不开；一种安全气囊在汽车整车装配线上突然引爆。调查发现该安全气囊的电子引爆控制器不能承受较强的环境辐射电磁场，当有ESD 静电放电时，会有误动作导致引爆。还有一种情况是某车型在上市后不久，售后投诉量突然增加，主要投诉事件均为车载收音机在打开收听过程中，经过高压线附近时，发出令人烦躁的“吱吱吱”噪声。这就是在设计之初没有做好电磁干扰的防护屏蔽措施，且在EMC 测试的时候也没有及时发现电磁干扰造成的[4]。

3 汽车电器电磁干扰产生原因分析

电磁干扰能够让磁场发生相应改变，存在于各类带电物体当中，电磁干扰过程中电场存在时刻动态变化，如果电磁波超出特定辐射限度，最终产生电磁波效应，造成电磁污染产生。

现代汽车中，大量的电气设备被安装在这些设备中，依靠车载网络进行供电，电缆和系统导线往往是在狭小的空间内捆绑在一起进行工作，相互缠绕挤压常常会发生互相电磁干扰的情况。车内的各个电器设备捆成一束，从一个系统到相邻系统，产生接口的反馈脉冲，继而对其他部件正常工作产生影响。

电源充电系统、电点火系统都会产生电磁干扰，这些控制系统大多是应用电动机提供原动力。随着整流器直流永磁电机的运营，运转过程中产生的电火花也会引起较强的电磁波。当电气部件在断开或接通时，通过信号脉冲方式进行传播，也会产生相应的干扰，甚至会导致电控单元接收错误信号，传送错误指令。如汽车的电器设备之一点火器产生火花，形成高频震荡，影响了电感和电容的闭合回路以电磁波的形式进行震荡辐射，到达空中后进而形成了电磁干扰[5]。

4 汽车电器电磁干扰防护方法

汽车电气电子系统的应用、汽车技术的优化使更多的电器进入了汽车中，为汽车技术发展带来了一次革命，但是当前对于汽车电磁兼容的处理必须应对这一压力，将汽车电器电磁干扰防护措施的采用作为衡量现代汽车质量水平的标志之一。

采用电火花灭火的措施。这种措施是一种常见的汽车电器电磁干扰防护措施，使用双金属片型传感器以及断路器、触点并联电容器代替传统的点火系统。由电阻电磁元件和电容构成的滤波器进行电气设备的控制，吸收电器设备中产生的电火花，可以起到很好的抗干扰作用。

常见的汽车电器电磁干扰防护措施还有在点火系统中串入阻尼电阻，使得高压电路中能够产生防止电磁干扰的高频电磁波，这种方法对于降低电磁干扰具有明显作用。通过实验证明，阻尼的电阻阻值越大，其串入后起到的抑制作用对点火系统发生电火花现象的控制效果越好，一般阻尼的电阻限制最高不大于20 kΩ，合理地将点火圈和高压线进行匹配，控制火花塞电极间的火花能量。阻尼电阻通常被安装在与点火圈高压线引出端相同的位置，其材质为碳质。维护时，可以对电高压线电阻值进行检查，根据车型检查电阻值的合理度，同时根据车型更换高压线时，要使用专用的配线。

使用单线制负极塔铁，使得整个汽车大结构形成电器整体，单线制汽车负极塔铁可以对汽车的电器电磁干扰产生影响，连接发动机和车架中的汽车电源负极，抑制电磁干扰发生，降低电气元件和汽车部件因静电感应引起的电磁干扰。

当前一种较为先进的电磁干扰防护技术是采用金属屏蔽的方式，这种方法用金属罩进行电器元件的屏蔽，在高档汽车上使用较多，使用中使用金属管和金属网进行照网管的打铁屏蔽，对于高频率电磁波产生较多的电器进行电磁干扰时，可以采用金属罩内涡流的特点进行热能形式的消耗。这种方法对于电磁波的抗干扰效果非常明显，使得电磁波无法顺利发射，但是其成本较高。同时点火装置进行电容数量的电路分布，增加屏蔽罩网之后会影响点火装置的点火功能[6]。上述设备处在一个电位时还容容易产生电火花，影响屏蔽效果。因此在进行维护时，要注意将车体金属罩、金属网等进行良好的搭接，防止由于接触不良导致汽车行驶时熄火。

5 结束语

现今，世界进入了高速发展时代，汽车给人带来交通的便捷和生活方式的转变。人们对汽车有了更高的要求，汽车不仅仅作为代步工具，更希望它能成为人们生活以及工作的一种延伸。汽车电器电磁干扰防护措施众多，从保护汽车安全行驶角度出发，预防并减少汽车电器电磁干扰的发生，采用有效的防护措施时，应根据车型选择。根据当前电子设备高速发展的时代发展需求，为维护汽车工艺先进性和道路行车安全性做好技术应用。