汽车电气电子系统EMC设计存在的问题及其改进技术

摘 要 自改革开放以来，我国的经济得到了飞速发展，人们的生活水平也发生了翻天覆地的变化。汽车作为曾经的奢侈品现今已经进入了千家万户。汽车行业现如今已成为我国乃至世界经济与科技发展的重要组成部分。为了满足市场需求，在大批量地生产汽车，扩大电汽产业链的同时越来越多技术方面的问题也浮出水面。其中，汽车电子系统的电磁兼容性问题较为突出。本文将以汽车电气系统EMC为研究对象，讨论当前在对EMC的设计中存在的一些主要问题并提出自己对EMC技术改进的意见和建议。

【关键词】汽车 EMC设计 技术改进

伴随着高科技的飞速发展，电子产品已成为人们生活中的必需品。芯片的问世是电子产品发展质的飞跃。自此以后电子产品均向轻、薄、方便等方向发展。当然，电气电子系统也越来越多的运用至汽车生产上，从而使汽车的系统功能技术含量不断提高。然而，人们在愉快享受电子产品给生活带来无尽便捷的同时也需要意识到其所带来的负面影响。尤其是电磁干扰，它不仅危害人体健康，对自然环境的破坏也不容小觑。因此，电磁环境作为当今世界生态环境保护的主题应得到全世界的关注。

1 汽车EMC概念

汽车的电磁兼容性是车辆或零部件在其电磁环境中既能令人满意地工作，又不会对该环境中任何事物造成不应有的电磁骚扰的能力。即汽车本身及其内部的用电设备可以不论在何种情况下都能和谐共存，不会产生摩擦或相互制约。电器电子系统高级且复杂，因此所有的电子产品都必须达到国际电磁兼容的校准，得到其认可才能在市场上流通。

2 EMC设计不足之处

2.1 测试修改法的广泛运用

为了保证汽车电子系统规定的所有功能，充分展现出汽车的可用性，可信赖性和系统性，必须在汽车电子系统功能设计的同时，进行电磁兼容设计，确保汽车整体及各设备之间电子兼容性指标。只有当系统功能设计与电磁兼容性设计达到最完美的结合时，整辆汽车的性价比才能提高。但是，我国当前对汽车电子系统功能设计均采用测试修改法，此方法不会对汽车电子系统的电磁兼容进行设计。因此一到市场样品抽检或申请生产许可证检测时便会发现电磁兼容问题，但此时样品已成型，再从头开始加入对产品的电磁兼容设计无疑是对资源的浪费，所以只能对产品进行补救和修改。这种方法治标不治本，只是表面看起来达标的产品各个设备内部之间相互并不协调。采用此方法不仅是对资源的浪费，而且会降低产品的使用期限，甚至会产生一定程度的危害影响产品的安全性。测试修改法不单单具有上述不足之处，还存在频率无法协调、易发生漏洞现象、性能不达标、信号衰减，失真或乱码等一系列“致命”的问题。但是直到今天，我国对于电器电子系统的设计依然是采用此种方法，虽然现已意识到此方法的多种缺陷和对电子系统电磁兼容设计的重要性，但仍没有采取相应的改进措施。

2.2 车内电磁干扰

所谓车内电磁干扰是指当汽车本身内部系统功能和车内一系列的电子设备同时开始工作时，各设备产生的电磁流会互相干扰，发生冲突，例如：将手机放在收音机旁边就会产生兹兹的噪音；将钥匙和磁卡长时间放置在一起后，磁性会消失等这些都是生活中最常见的电磁干扰问题。汽车亦是如此，其中汽车点火系统产生的高频辐射干扰能量最大。

2.3 电磁兼容性能难以保证

当今世界电气电子设备的发展日新月异。与几十年前的汽车相比，现在的汽车特别是高级轿车和某些特种车辆，其车上的高科技很多我们从来都未见过，而这些新型的高科技都是由电气电子系统构成，比如控制系统、娱乐系统、制动系统、通信与信息系统等。众所周知，在这个经济全球化的时代一辆车的不同组成部分由多个国家不同公司承担，因此电磁兼容很难磨合。另外，有些厂商过度注重于产品的外部包装不顾内部质量要求也会导致电磁兼容的不达标。

3 技术改进方法

3.1 从根源解决

即使是汽车电子系统的EMC设计分不同等级，汽车外部电气电子设备的EMC设计比汽车系统内部更简单，例如集成电路系统等的设计更容易，技术也要简单得多，成本更低。因此，想要真正提高汽车整体的系统性和功效性，应该从汽车内部电子系统的EMC设计（芯片的选型和印刷电路板设计）出发，采用分层与综合设计法从根本上解决汽车电磁兼容问题。分层是按照电磁兼容设计对汽车电子系统的重要程度分为若干层次进行设计；综合是指在各部分都进行了电磁兼容的最佳设计再进行调整使各部件得到完美结合。

3.2 减小导线串扰

在平行的导线之间会发生导线与导线相互串扰的情况，这样一根导线上的信号会转移到另一根导线上，捣乱另一根线上的信号，使信号与信号之间发生错乱，造成电路混乱。而电路混乱是造成电器电子系统性能下降的主要原因之一。因此在做布线设计时，要尽量减少导线长度、弯曲程度及穿孔数量，以免减少不必要的干扰，同时对重要导线需加强保护。

3.3 多种技术相结合

最经济有效的电磁兼容设计技术便是合理的接地、搭铁和滤波。合理的接地布置和地线搭铁可以降低高频阻抗从而有效改善整体电磁兼容性能；而滤波具有抑制传导干扰作用，实质是对信号频率的处理，保证有用的信号频谱通过，限制无用的信号频谱（如噪音），起到有效的保护作用。将这三种技术进行有效地结合便能很大程度地提高汽车电子电子系统的性能。

4 结束语

汽车电气电子系统极为复杂，电磁兼容设计也是一项系统工程，因此良好的EMC设计是汽车电子系统的必要保障。要想确保汽车的EMC达到国际标准，首先需要做好汽车电子系统EMC的总体设计，进行预先评估和分析，继而采取正确实施方案，这是第一步也是极为关键的一步。只有在好的设计基础上加上先进的技术支持，保证汽车各个电子部件的质量达标从而才能保证汽车整体的系统性和安全性。

参考文献

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作者单位

衡阳技师学院 湖南省衡阳市 421000