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機動車電磁兼容測試與應(yīng)用

一、機動車電磁兼容的現(xiàn)狀
      隨著汽車工業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展,越來越多的先進(jìn)電子技術(shù)應(yīng)用到汽車工業(yè)領(lǐng)域。電子電器部件的投入成本已超過機動車總成本的40%。汽車上的電子部件涉及車輛的發(fā)動機控制、自動變速箱控制、牽引力分配控制、防抱制動控制、安全帶和氣囊控制以及智能化、舒適性、通行信息管理等系統(tǒng)。同時車輛的電子電氣系統(tǒng)在周圍有強大的電磁場環(huán)境下不能受到干擾,還具有不能干擾周圍其他車輛和設(shè)備電氣系統(tǒng)以及無線電廣播和通信
      機動車對環(huán)境的電磁干擾已被視作與噪聲、排放同等重要的公害,涉及到環(huán)境保護(hù)、人身健康、行駛安全等。
      機動車整車及零部件工作環(huán)境通常很惡劣,始終處于一個充滿電磁相互干擾的環(huán)境,為了避免互相干擾,車輛必須具有優(yōu)良的電磁兼容性能,同時也必須提供一個具有能夠模擬并復(fù)現(xiàn)車輛電磁兼容性環(huán)境的測試實驗室,來驗證車輛的電磁兼容性能。
     二、機動車電磁兼容性測試技術(shù)
      隨著電子技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展,電磁兼容試驗從最初的室外良好的電磁環(huán)境下的試驗,一直發(fā)展到室內(nèi)全天候?qū)S脵C動車電磁兼容實驗室。在安裝電磁兼容專用測試轉(zhuǎn)鼓的電波暗室內(nèi)測試,能夠保證測試不受天氣影響、不受外界電磁環(huán)境因素影響、測試結(jié)果的一致性好、能真實模擬車輛行駛狀況,滿足車輛研發(fā)、生產(chǎn)和認(rèn)證過程的電磁兼容測試需求。
      三、機動車電磁兼容性測試的技術(shù)條件
      機動車整車及零部件的電磁兼容試驗,包括輻射和傳導(dǎo)騷擾測試(EMI)、輻射和傳導(dǎo)抗擾性測試(EMS)、靜電放電抗擾性測試(ESD)等試驗內(nèi)容。因此針對機動車輻射騷擾和抗擾性的電磁兼容實驗室應(yīng)包括以下三大系統(tǒng):
      1、 機動車EMC電波暗室系統(tǒng):
      為汽車整車的各項電磁兼容測試提供測試環(huán)境。包括大型半電波暗室、轉(zhuǎn)鼓室、放大器室、控制室或區(qū)域等。(電波暗室)
      2、 機動車電磁兼容測試轉(zhuǎn)鼓系統(tǒng):
      系統(tǒng)必須具有低輻射、帶四輪獨立驅(qū)動轉(zhuǎn)鼓,能夠模擬汽車各種行駛狀況。為汽車整車在行使中的輻射騷擾和輻射抗擾性測試提供測試環(huán)境。系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)臺、轉(zhuǎn)鼓、車輛冷卻系統(tǒng)、車輛尾氣排氣系統(tǒng)等。
      3、 機動車EMC測試儀器系統(tǒng):
      除了用于對汽車整車及零部件的輻射/傳導(dǎo)干擾、輻射/傳導(dǎo)抗擾性、靜電放電抗擾性等測試項目進(jìn)行綜合試驗所需的儀器、天線和多頻段功率放大器外,還包括將車輛上的各種電量信號、機械運動信號通過光電的相互轉(zhuǎn)換引至暗室外部進(jìn)行觀察和記錄。
      四、機動車電磁兼容實驗室的特點
      在車輛電磁兼容測試中除了運用電波暗室系統(tǒng)、測試儀器系統(tǒng)、測試轉(zhuǎn)鼓系統(tǒng),還運用了車輛行駛控制裝置和視頻監(jiān)控裝置。通過外部控制車輛的點火、起步(離合器控制)、加速(油門控制)、減速(制動控制)等,應(yīng)用測試轉(zhuǎn)鼓,真實模擬車輛的行駛狀況,滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中對于各行駛工況的試驗要求。[pagebreak]
      機動車專用電磁兼容試驗室,實現(xiàn)針對車輛上電子控制系統(tǒng)的騷擾和抗擾性測試,比如制動防抱死系統(tǒng)(ABS)、電子制動力分配系統(tǒng)(EBD)、牽引力控制系統(tǒng)(TCS)、車輛穩(wěn)定性控制系統(tǒng) (VSC)等。對于目前已經(jīng)逐步開展的新型能源車輛,其車輛驅(qū)動的原理進(jìn)行了重大變革。比如車輛沒有發(fā)動機運轉(zhuǎn)而車輛停止的怠速狀態(tài)概念、車輪由多個獨立的電機控制、在車輛運行過程中能量不斷轉(zhuǎn)換等,這樣就必須配置獨立驅(qū)動的車輛轉(zhuǎn)鼓。
      五、車輛整車出口電磁兼容測試
      隨著國內(nèi)汽車生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展,眾多國產(chǎn)車輛需要出口,主要為轎車、多功能車(SUV)、多用途車(MPV)、輕型卡車、重型卡車和大型客車等。出口國家有俄羅斯、烏克蘭、南非、中東地區(qū),甚至歐洲發(fā)達(dá)國家。在眾多的出口過程中,針對車輛進(jìn)行的電磁兼容檢測也是汽車整車出口認(rèn)證中的必須測試要求。
      目前出口車輛的電磁兼容認(rèn)證主要有E標(biāo)志(E Mark)和e標(biāo)志(e Mark)認(rèn)證。E Mark認(rèn)證是歐洲經(jīng)濟委員會頒布的ECE法規(guī),不是強制性標(biāo)準(zhǔn),但是受到歐洲國家推薦采用。從市場需求分析來看,許多國家也愿意接受符合ECE法規(guī)的測試報告和證書。e Mark認(rèn)證是歐洲共同體頒布的、對汽車產(chǎn)品實施批準(zhǔn)的指令,是強制認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。這些法規(guī)和指令都有針對車輛電磁輻射騷擾測試和電磁輻射抗擾性測試。通常車輛采用ECE R10.02法規(guī)和72/245/EEC指令。
      在寬帶電磁輻射騷擾測試中,ECE R10.02只針對發(fā)動機轉(zhuǎn)速提出要求,而72/245/EEC中還要求能夠持續(xù)運轉(zhuǎn)的電氣設(shè)備在最大負(fù)荷工作,如雨刮電機、空調(diào)風(fēng)機、閃光繼電器、收音機等。在窄帶電磁輻射騷擾測試中,ECE R10.02 檢波器采用峰值檢波,而72/245/EEC中采用平均值檢波。在電磁輻射抗擾性測試中,均要求車輛以50km/h的車速行使。在ECE R10.02中為給出車輛狀態(tài)失效判定準(zhǔn)則,而72/245/EEC中則清晰列出了多條車輛測試狀態(tài)和失效判定準(zhǔn)則,比如儀表盤上涉及車輛安全的指示燈狀態(tài)、雨掛電機和閃光繼電器出現(xiàn)異常、車輛運動機械出現(xiàn)異常等,為認(rèn)證提供了明確的規(guī)定。
      因此在進(jìn)行車輛電磁兼容設(shè)計和驗證過程中,對認(rèn)證要求要有清晰的認(rèn)識,才能根據(jù)出口的國家和認(rèn)證公司選擇測試標(biāo)準(zhǔn)。不管是E Mark認(rèn)證,還是e Mark認(rèn)證,其電磁兼容的要求相對著名的跨國汽車生產(chǎn)廠的標(biāo)準(zhǔn)要求還是較低的,但是仍舊有不同的國內(nèi)廠商的車輛未能一次通過電磁兼容認(rèn)證,建議整車廠應(yīng)提高配套的電氣零部件的電磁兼容性能,并且應(yīng)該重視設(shè)計、廣泛進(jìn)行試驗和驗證,才能提高我國出口車輛的產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)水平。

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