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机动车电磁兼容测试与应用

2015-09-25 10:36:31

[导读] 随着汽车工业技术的飞速发展,越来越多的先进电子技术应用到汽车工业领域。电子电器部件的投入成本已超过机动车总成本的40%。汽车上的电子部件涉及车辆的发动机控制、自动变速箱控制、牵引力分配控制、防抱制动控制、安全带和气囊控制以及智能化、舒适性、通行信息管理等系统。同时车辆的电子电气系统在周围有强大的电磁场环境下不能受到干扰,还具有不能干扰周围其他车辆和设备电气系统以及无线电广播和通信。

一、机动车电磁兼容的现状

随着汽车工业技术的飞速发展,越来越多的先进电子技术应用到汽车工业领域。电子电器部件的投入成本已超过机动车总成本的40%。汽车上的电子部件涉及车辆的发动机控制、自动变速箱控制、牵引力分配控制、防抱制动控制、安全带和气囊控制以及智能化、舒适性、通行信息管理等系统。同时车辆的电子电气系统在周围有强大的电磁场环境下不能受到干扰,还具有不能干扰周围其他车辆和设备电气系统以及无线电广播和通信。

机动车对环境的电磁干扰已被视作与噪声、排放同等重要的公害,涉及到环境保护、人身健康、行驶安全等。

机动车整车及零部件工作环境通常很恶劣,始终处于一个充满电磁相互干扰的环境,为了避免互相干扰,车辆必须具有优良的电磁兼容性能,同时也必须提供一个具有能够模拟并复现车辆电磁兼容性环境的测试实验室,来验证车辆的电磁兼容性能。

二、机动车电磁兼容性测试技术

随着电子技术和信息技术的发展,电磁兼容试验从最初的室外良好的电磁环境下的试验,一直发展到室内全天候专用机动车电磁兼容实验室。在安装电磁兼容专用测试转鼓的电波暗室内测试,能够保证测试不受天气影响、不受外界电磁环境因素影响、测试结果的一致性好、能真实模拟车辆行驶状况,满足车辆研发、生产和认证过程的电磁兼容测试需求。

三、机动车电磁兼容性测试的技术条件

机动车整车及零部件的电磁兼容试验,包括辐射和传导骚扰测试(EMI)、辐射和传导抗扰性测试(EMS)、静电放电抗扰性测试(ESD)等试验内容。因此针对机动车辐射骚扰和抗扰性的电磁兼容实验室应包括以下三大系统:

1、 机动车EMC电波暗室系统:

为汽车整车的各项电磁兼容测试提供测试环境。包括大型半电波暗室、转鼓室、放大器室、控制室或区域等。(电波暗室)

2、 机动车电磁兼容测试转鼓系统:

系统必须具有低辐射、带四轮独立驱动转鼓,能够模拟汽车各种行驶状况。为汽车整车在行使中的辐射骚扰和辐射抗扰性测试提供测试环境。系统包括转台、转鼓、车辆冷却系统、车辆尾气排气系统等。

3、 机动车EMC测试仪器系统:

除了用于对汽车整车及零部件的辐射/传导干扰、辐射/传导抗扰性、静电放电抗扰性等测试项目进行综合试验所需的仪器、天线和多频段功率放大器外,还包括将车辆上的各种电量信号、机械运动信号通过光电的相互转换引至暗室外部进行观察和记录。

四、机动车电磁兼容实验室的特点

在车辆电磁兼容测试中除了运用电波暗室系统、测试仪器系统、测试转鼓系统,还运用了车辆行驶控制装置和视频监控装置。通过外部控制车辆的点火、起步(离合器控制)、加速(油门控制)、减速(制动控制)等,应用测试转鼓,真实模拟车辆的行驶状况,满足相关标准中对于各行驶工况的试验要求。

机动车专用电磁兼容试验室,实现针对车辆上电子控制系统的骚扰和抗扰性测试,比如制动防抱死系统(ABS)、电子制动力分配系统(EBD)、牵引力控制系统(TCS)、车辆稳定性控制系统 (VSC)等。对于目前已经逐步开展的新型能源车辆,其车辆驱动的原理进行了重大变革。比如车辆没有发动机运转而车辆停止的怠速状态概念、车轮由多个独立的电机控制、在车辆运行过程中能量不断转换等,这样就必须配置独立驱动的车辆转鼓。

五、车辆整车出口电磁兼容测试

随着国内汽车生产企业的发展,众多国产车辆需要出口,主要为轿车、多功能车(SUV)、多用途车(MPV)、轻型卡车、重型卡车和大型客车等。出口国家有俄罗斯、乌克兰、南非、中东地区,甚至欧洲发达国家。在众多的出口过程中,针对车辆进行的电磁兼容检测也是汽车整车出口认证中的必须测试要求。

目前出口车辆的电磁兼容认证主要有E标志(E Mark)和e标志(e Mark)认证。E Mark认证是欧洲经济委员会颁布的ECE法规,不是强制性标准,但是受到欧洲国家推荐采用。从市场需求分析来看,许多国家也愿意接受符合ECE法规的测试报告和证书。e Mark认证是欧洲共同体颁布的、对汽车产品实施批准的指令,是强制认证标准。这些法规和指令都有针对车辆电磁辐射骚扰测试和电磁辐射抗扰性测试。通常车辆采用ECE R10.02法规和72/245/EEC指令。

在宽带电磁辐射骚扰测试中,ECE R10.02只针对发动机转速提出要求,而72/245/EEC中还要求能够持续运转的电气设备在最大负荷工作,如雨刮电机、空调风机、闪光继电器、收音机等。在窄带电磁辐射骚扰测试中,ECE R10.02 检波器采用峰值检波,而72/245/EEC中采用平均值检波。在电磁辐射抗扰性测试中,均要求车辆以50km/h的车速行使。在ECE R10.02中为给出车辆状态失效判定准则,而72/245/EEC中则清晰列出了多条车辆测试状态和失效判定准则,比如仪表盘上涉及车辆安全的指示灯状态、雨挂电机和闪光继电器出现异常、车辆运动机械出现异常等,为认证提供了明确的规定。

因此在进行车辆电磁兼容设计和验证过程中,对认证要求要有清晰的认识,才能根据出口的国家和认证公司选择测试标准。不管是E Mark认证,还是e Mark认证,其电磁兼容的要求相对著名的跨国汽车生产厂的标准要求还是较低的,但是仍旧有不同的国内厂商的车辆未能一次通过电磁兼容认证,建议整车厂应提高配套的电气零部件的电磁兼容性能,并且应该重视设计、广泛进行试验和验证,才能提高我国出口车辆的产品质量和技术水平。

[整理编辑:中国测控网]
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