汽车电磁兼容技术及其发展趋势
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谈汽车GB18655-2002及发展中国汽车技术研究中心徐立研究员级高工EMC 标准GB18655-20022目录1.概述2.主要内容3.试验手段4.适用产品5.TEM小室方法6.与相关标准的关系7.发展变化8.结束语GB18655-200231、概述国家标准GB18655-2002:•名称:《用于保护车载接收机的无线电骚扰特性的限值和测量方法》•是汽车及其零部件的电磁兼容性技术标准之一,主要用于考查汽车及其零部件产生的各种电磁骚扰对车内无线电接收机的骚扰程度,并以骚扰限值形式加以限制GB18655-20024概念理解•车载接收机:是指在有电磁骚扰情况下,可能会影响正常工作或运行的各种承受体。
如:声音和电视接收机、无线电话、地面移动通讯等设备;•车辆的含义包括:轿车、客车、乘用车、载货车、电动车辆、农用拖拉机、工程机械车辆等。
GB18655-200252、主要内容2.1 标准概述–国家标准GB18655-2002于2002年02月22日批准发布,2003年03月01日开始实施,属国家强制性标准,等同采用CISPR25第一版;–本标准规定了150kHz ~1000MHz 频率范围的无线电骚扰限值和测量方法;–适用于任何车辆和大型装置及其电子或电气零部件,其限值用于保护车载接收机免受同车内的零部件或电子模块产生的电磁骚扰。
GB18655-20026标准主体内容•第一部分:概述•第二部分:车载天线接受到的发射的测量•第三部分:车辆零部件和模块的测量•附录A :天线匹配单元——整车试验•附录B :零部件试验屏蔽暗室的校准过程•附录C :电流探头要求•附录D :抑制骚扰的说明•附录E :TEM 小室尺寸•附录F :人工电源网络原理图GB18655-20027电磁骚扰的特性分类•在本标准中,按电磁骚扰的特性和影响程度的大小进行了分类,将骚扰分成宽带骚扰和窄带骚扰,•将骚扰源按其特点、持续时间长短划分成三种类型,并给予不同的限值要求。
电动汽车电驱动系统发展趋势一、引言随着环保和能源问题的日益严重,电动汽车在全球范围内得到了广泛的关注。
电驱动系统作为电动汽车的核心组成部分,其发展趋势和技术走向对电动汽车的发展具有重要影响。
本文将从系统高效化、电机高压化、高速化电机、电磁兼容性优化、集成化驱动系统、智能化控制策略等方面,对电动汽车电驱动系统的发展趋势进行深入探讨。
二、系统高效化为了提高电动汽车的续航里程和降低能源消耗,电驱动系统的系统高效化成为了一个重要的研究方向。
通过优化电机、控制器和传动系统等部件的设计,提高整个驱动系统的效率,是电驱动系统未来的发展趋势。
三、电机高压化随着电力电子器件的发展,电机控制器和驱动电机的高压化成为了一种趋势。
采用高压电力电子器件,可以降低内阻和损耗,提高功率密度和效率。
同时,高压电机还可以减小电机体积和质量,为电动汽车的轻量化设计提供了有利条件。
四、高速化电机为了提高电动汽车的动力性能和加速能力,高速化电机成为了一个重要的研究方向。
高速电机具有较小的转动惯量和较高的响应速度,可以提高电动汽车的加速性能和行驶速度。
但是,高速电机需要解决一系列技术难题,如机械强度、冷却方式、轴承结构等,以保证其可靠性和稳定性。
五、电磁兼容性优化电动汽车的电驱动系统需要与其它电子设备协同工作,因此电磁兼容性成为了电驱动系统的一个重要问题。
为了提高电驱动系统的性能和可靠性,需要对电磁兼容性进行优化。
具体措施包括采用屏蔽、滤波、接地等手段,降低电磁干扰对电驱动系统的影响。
六、集成化驱动系统随着电动汽车设计的紧凑化和轻量化,集成化驱动系统成为了电驱动系统的一个重要趋势。
集成化驱动系统将电机、控制器和传动系统等部件集成在一起,实现紧凑设计和轻量化。
这不仅可以提高电动汽车的性能和可靠性,还可以降低成本和提高生产效率。
七、智能化控制策略智能化控制策略是电驱动系统的另一个重要趋势。
通过采用先进的控制算法和传感器技术,可以实现电驱动系统的智能化控制。
新能源汽车雷达系统电磁兼容性测试新能源汽车在近年来得到了迅猛发展,其具有环保节能、零排放等诸多优势,受到了相关部门、企业和消费者的普遍关注和支持。
而作为新能源汽车的重要组成部分之一,雷达系统的电磁兼容性测试显得尤为重要。
雷达系统是新能源汽车自动驾驶和智能交通系统中的核心技术之一,通过电磁波进行感应和探测,为车辆提供环境感知和安全保障。
因此,保证雷达系统的电磁兼容性,对于新能源汽车的安全性和稳定性有着至关重要的影响。
第一部分:新能源汽车雷达系统概述新能源汽车雷达系统是一种利用无线电波向前方发射,接收并处理回波信号,从而获得周围环境信息的传感器系统。
雷达系统常被用于实现自动驾驶、预警系统、防撞系统等功能,对于提高车辆的安全性和自动化水平起着至关重要的作用。
随着自动驾驶技术以及智能交通系统的飞速发展,雷达系统在新能源汽车中的应用越来越广泛,具备了更高的精准度和反应速度,能够实现更加智能化和自动化的车辆操作。
第二部分:雷达系统的电磁兼容性测试意义雷达系统的正常工作需要频繁的大功率电磁辐射,而车载环境内电磁辐射源众多,如电磁喇叭、火花塞、点火系统等,容易造成电磁干扰。
因此,对雷达系统的电磁兼容性进行测试,可以评估其在电磁环境下的抗干扰能力和兼容性,保证雷达系统正常工作和准确探测周围环境。
同时,通过电磁兼容性测试,可以降低雷达系统对其他车载电子设备的干扰,并最终提高整车系统的稳定性和安全性。
第三部分:雷达系统电磁兼容性测试的方法和技术雷达系统的电磁兼容性测试主要包括辐射发射测试、辐射感应测试、传导敏感性测试等多个方面。
首先是辐射发射测试,通过测量雷达系统在不同频率下的电磁辐射功率,评估其对周围环境的电磁辐射程度。
其次是辐射感应测试,测量雷达系统对外部电磁辐射的感应程度,评估其在电磁环境下的稳定性和抗干扰能力。
最后是传导敏感性测试,通过模拟雷达系统与其他车载电子设备之间的传导干扰,评估其对其他设备的干扰程度和抗干扰能力。
新能源汽车高压电池系统的电磁兼容性与车辆安全性关联性实验验证新能源汽车正逐渐成为汽车行业的主流发展方向,而随之而来的高压电池系统的电磁兼容性与车辆安全性关联性问题也日益凸显。
高压电池系统在新能源汽车中扮演着至关重要的角色,它不仅决定了车辆的续航里程和性能,同时也直接关系到车辆的安全性。
因此,对高压电池系统的电磁兼容性与车辆安全性关联性进行深入研究与实验验证具有重要的意义。
首先,高压电池系统的电磁兼容性与车辆安全性关联性问题背后涉及到的是电磁辐射对车辆电子设备和驾驶员的影响。
在新能源汽车中,高压电池系统会产生较强的电磁辐射,如果其电磁辐射超出一定范围,可能会对车辆内部的电子设备造成干扰,导致车辆的正常运行受到影响甚至发生故障。
此外,高压电池系统的电磁辐射也可能对驾驶员的健康造成潜在威胁。
因此,如何有效地控制高压电池系统的电磁辐射,提高其电磁兼容性,成为了当前亟需解决的问题之一。
针对高压电池系统的电磁兼容性与车辆安全性关联性,我们可通过实验验证的方法进行研究。
首先,我们可以利用电磁场测量仪器对新能源汽车中高压电池系统的电磁辐射进行实时监测,并通过模拟实验和参数分析,探究高压电池系统电磁辐射的规律性和影响因素。
其次,我们可以设计具体的实验方案,对不同工况下高压电池系统电磁辐射的强度和范围进行测试,验证其对车辆内部电子设备和驾驶员的影响程度。
通过这些实验结果,我们可以更加全面地认识高压电池系统的电磁兼容性与车辆安全性之间的关联性。
在实验验证的过程中,我们还需考虑如何提高高压电池系统的电磁兼容性以及车辆的安全性。
首先,可以通过优化高压电池系统的设计结构和材料选择,降低其电磁辐射的强度和范围。
其次,可以采用电磁屏蔽技术和滤波措施,有效地减少高压电池系统的电磁辐射对车辆内部电子设备的干扰。
另外,也可以通过驾驶员的人机工程学设计和车辆电子系统的安全防护设计,减轻高压电池系统电磁辐射对驾驶员健康的潜在影响。
让我们总结一下本文的重点,我们可以发现,是当前亟需开展的研究方向之一。
车载测试中的电磁兼容性分析与测试方法随着现代技术的不断发展,车辆的电子设备数量不断增加,从引擎控制系统到信息娱乐系统,都需要通过电磁信号才能实现功能。
然而,车载电子设备的增加也带来了电磁兼容性的问题,即不同设备之间互相干扰的现象。
为了确保车辆的正常运行和乘客的安全,车载电磁兼容性的分析与测试成为了一项重要的工作。
一、电磁兼容性分析在车载电磁兼容性的分析中,首先需要进行电磁辐射分析。
这是通过测量车载设备发出的电磁辐射水平来评估其对其他设备的干扰程度。
电磁辐射测试中常用的方法是使用射频干扰发射源对车辆进行扫描,同时使用电磁辐射探头测量辐射功率密度。
通过对辐射功率密度的测量和分析,可以确定车载设备是否满足相关的辐射标准,以及其对其他设备的潜在干扰程度。
另外,车载电磁兼容性分析中还需要进行电磁感应分析。
这是通过测量其他设备对车载设备的电磁辐射敏感程度来评估车载设备的电磁兼容性。
感应分析中通常使用电磁感应探头对车辆进行扫描,同时使用示波器或频谱分析仪测量感应信号的幅值和频谱特性。
通过对感应信号的测量和分析,可以确定车载设备是否满足相关的感应标准,以及其对其他设备的潜在干扰程度。
二、电磁兼容性测试方法在车载电磁兼容性的测试中,需要采用一系列的测试方法来评估车载设备的电磁兼容性。
首先是辐射测试。
辐射测试主要是通过在实验室中模拟真实的工作环境,将车载设备置于一个辐射试验室中,通过射频干扰发射源产生一定频率范围内的电磁辐射信号,同时使用电磁辐射探头进行测量。
通过改变辐射源的功率和频率来评估车载设备的辐射性能,并与相关的辐射标准进行对比,以确定其是否满足标准要求。
其次是感应测试。
感应测试是通过放置其他设备或电磁辐射源周围,以模拟实际使用场景,然后使用电磁感应探头对车载设备进行测量。
通过改变感应源的功率和频率来评估车载设备对电磁感应的敏感程度,并与相关的感应标准进行对比,以确定其是否满足标准要求。
最后是敏感性测试。
敏感性测试是通过将车载设备与其他设备或电磁辐射源进行同步运行,观察车载设备是否出现异常或故障。
电磁干扰与兼容技术的研究现状与进展趋势当前人类的生存环境也已具有浓厚的电磁环境内涵。
随着城市人日的迅速增加,汽车、电子通信、运算机与电气设备大量进人家庭,空间人为电磁能量每一年都再增加,21世纪电磁环境恶化已成定局严峻恶化的电磁环境对人类生活日趋依托的通信,运算机与各类电子系统都将造成灾难性的危害。
电磁干扰除可能对系统的效能有着重大的阻碍,其阻碍如图1所示。
为此世界各国均十分重视愈来愈复杂的电磁环境及其普遍的阻碍,电磁兼容技术是由过去的。
电磁干扰。
(Electromagnetic Interference)演变而来的。
而人们对电磁干优的研究工作可追溯到19世纪,希维赛德于1881年写的“论干扰”一文可算得上最重要的初期文献,尔后188年柏林电气协会成立了干扰问题委员会,紧接着在1889年英国邮电部门开始研究其通信干扰问题。
到本世纪20年代以后,各先进工业国家都日趋重视EMC的研究,成立了许多相关的国际组织。
本世纪40年代,为了解决由于飞机通信系统受到电磁干扰造成飞行事故的问题,开始较为系统地进行EMC 技术的研究。
美国自1945年开始,公布了一系列电磁兼容方面的军用标准和设计标准,并非断加以充实和完善,使得EMC技术进入新的时期。
60年代以来,现代电子科学技术向高频、高速、高灵敏度、高安装密度、高集成度,高靠得住性方向进展,其应用范围愈来愈广,渗透到了整个社会的每一个角落。
因此发达国家在EMc研究方面投入了大量的人力物力形成了EMC热。
电磁兼容性问题在国内进展相对较晚,70年代以来,国内对电磁兼容性问题也引发了重视。
专门是我国海军舰船,由于对电子设备几及舰船整体设计没有提出电磁兼容性要求,造成舰船设备的彼此干扰,使其通信、探测、导航能力等下降,从而引发了普遍的重视,筹建了国内第一个电磁兼容性实验研究室。
其后,一些军种、部门及大学陆续成立了电磁兼容性实验研究室,电子及电气设备研究、设计及制作单位也都纷纷配备了电磁兼容性设计人员。
汽车电磁兼容技术及其发展趋势
随着电子信息技术的飞速发展,越来越多的电子设备被加装在汽车内部,以提升汽车的舒适性、娱乐性和安全性。
近几年汽车产业又提出了电动汽车、智能汽车、车联网等概念,对汽车内部电子产品的性能提出了更高的要求。
随着电池技术的进步,电动汽车产品逐渐趋于成熟,成为国内新能源汽车市场中的主力。
不难看出,电子产品是带动汽车产业发展的主要动力之一。
车载电子设备的增加,就会导致整车及零部件产生电磁干扰问题,从而影响电子器件正常运行,甚至影响行车安全。
标签:汽车;电磁兼容;无线数据
车辆的电磁兼容性也需要随之进步和提升。
电磁兼容性(EMC)是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并且不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。
通过提高车载电子设备的电磁兼容性能,是解决电磁干扰问题的唯一途径。
一、汽车电磁环境分析
汽车行驶过程中,对其所在及附近空间内的电磁场现象的总和称之为电磁环境,对电磁环境产生不利影响的电磁现象称之为电磁干扰。
电磁干扰主要分为内部电磁干扰和外部电磁干扰,电磁干扰从传播的形式上区分又可分为传导干扰和辐射干扰。
传导干扰是通过具体导电线路把干扰信号从一个系统中耦合到另一个系统中。
辐射干扰是指通过空间,利用辐射的方式对干扰信号进行传播,从天线进入其他系统从而造成干扰。
产生电磁干扰的具体器件称为干扰源。
1.内部电磁干扰
内部电磁干扰是指车辆内部电子器件所产生的电磁场,在频谱上的特征一般为杂波。
汽车内部电子器件产生的电磁干擾频率一般在100kHz 到1GHz 之间。
产生电磁干扰的主要部件有:雨刮器、发电机、分电器、喇叭、门锁控制单元、电子燃油喷射控制单元、中央控制电路等。
理论上任何电子器件在特定状态下都有产生电磁干扰的可能。
内部电磁干扰随着空间距离的增加,呈急剧衰减的特性。
2.外部电磁干扰
来自外部的电磁干扰是指车辆外部的电磁干扰信号,包括宇宙射线、地磁场、雷电这样的自然现象,也包括人造电子电气设备如路灯、移动通信基站、雷达、便携通信设备、马路周边大型电气设备、高压输电线路等。
目前,外部电磁干扰对车辆影响最频繁的器件是遥控锁,遥控锁通常使用国家无线电管理部门对开放的低功率业余频段,符合相关要求低功率设备均可使用该频段。
因此对汽车遥控锁同频率干扰的现象频频发生,使遥控锁暂时性的“失灵”。
二、提高电磁兼容性能具体措施
提高汽车电磁兼容性可以从三个大方向着手:干扰源、耦合路径和敏感源。
干扰源就是产生电磁干扰的器件,耦合路径是电磁干扰传播途径,敏感源是受到电磁干扰影响的器件。
以上为电磁兼容性的三个要素。
对应这三要素的解决思路就是首先要将电子设备产生的电磁干扰降低,然后阻断电磁干扰传播路径,最后是提高电子设备的抗干扰能力。
基于以上思路,我们可以在汽车电子设备的设计过程中采取以下措施:
1.模块化设计,以执行功能、功率、安装位置加以区分,尽可能分别使用电源、接地,减少耦合路径。
2在点火装置中串联阻尼电阻,衰减火花产生的电磁干扰杂波。
3.在可能产生火花的位置并联电容。
4.在极易产生电磁干扰杂波的机械部件加装金属屏蔽外壳或屏蔽网,如发电机、起动机、火花塞等。
屏蔽外壳需要良好的接地,将干扰信号产生的能量导出。
5.电子设备在高温工作环境中,抗扰能力会降低,因此车辆设计时要进行合理的热设计,对散热给予足够的空间。
三、电磁兼容技术的发展趋势
电动汽车和车联网飞速发展,这两项技术都是依托于电子器件的,尤其是车联网更是基于无线数据传输的,因此对电磁兼容性的要求更加严格。
目前电磁兼容技术还不能完全解决车辆的电磁干扰问题,这需要对车辆电磁环境进行精确的建模,并通过计算分析从整体上解决电磁干扰。
建模的过程中,如何优化算法,提高计算速度和精度也是需要不断探索的问题。
在实际测试中,还需要建立电波暗室,用于精确测量电磁环境水平。
1.电动汽车对电磁兼容性能的要求
电动汽车电磁干扰问题比较严重,电动汽车的电子器件更多,还包括了大功率的电气电动设备,在速度控制系统中还需要变频模块。
经过实际测试,电动汽车在行驶过程中经常会对周围空间内的广播电视频段和通信频段造成阻尼振荡式干扰。
因此,电动汽车内部需要更严格的对大功率电气模块及线缆进行屏蔽处理。
同时,外部来的电磁干扰也会导致车辆内部某些电子模块出现故障。
2.车联网对电磁兼容性能的要求
当前车联网这个概念是一个热门话题,车联网是由物联网引申而来。
随着卫星通信费用的降低,公众移动通信技术的成熟,还有WIFI 和蓝牙等技术的广泛
应用,这些通信手段为车联网的大范围实现提供了多种数据通信平台。
在公众移动通信中4G 技术已经普及,5G 技术已经制定了国际统一标准。
但以上通信手段都是依靠无线信号的传输,因此车辆的电磁兼容性显得格外重要,一但通信频率受到电磁干扰,必然导致数据传输误码率增加甚至通信阻断。
车联网下的汽车不仅使用到公众移动通信技术,也会大范围应用蓝牙和WIFI 技术。
但是蓝牙和WIFI 所使用的信道是有限的,这就需要合理的分配信道,满足车辆内部诸多电子通信模块的需求。
解决车内电子设备电磁兼容问题的同时,也需要注意道路环境中外来电磁干扰,给车辆提供安全的驾驶环境。
四、结论
通过对车辆内部和外部两个方面的电磁干扰分析,提出了一些提高车辆电磁兼容性能的手段。
随着车辆对电磁兼容性要求的提升,国家也将会继续增加或更新相关标准。
在提升车辆自身电磁兼容性的同时,也要在道路环境中给车辆营造一个安全干净的电磁环境。
在以后的车联网环境中,如何合理安置诸多电子通信模块并保障电磁兼容性和通信畅通,是需要继续研究的课题。
参考文献
[1]齐蒙.电动汽车电磁兼容性能分析与优化研究[D].河北工业大学,2014.
[2]胡睿婉.汽车电器抗干扰电磁兼容研究[D].吉林大学,2012.
[3]中国汽车技术研究中心电磁兼容试验室[J].安全与电磁兼容,2013,03:108.。