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摘 要：介绍汽车电磁兼容的重要性及电磁兼容测试标准，电磁兼容研究的内容包含整车级和零部件级，介绍数值仿真计算方法和实验测试方法，以及国内外电磁兼容研究水平。
关键词：电磁兼容;汽车;研究
0 引言
随着汽车工业和电子技术的迅速发展，越来越多的电子产品在汽车上应用，目前汽车正在向智能化、信息化迈进。随着智能驾驶、自动泊车、车联网等新技术的运用。车内电磁环境日益严苛。解决汽车电子产品电磁兼容问题，保证汽车的可靠性、安全性，保证汽车行驶过程中电子产品不干扰外部设备且不被外部环境干扰，已经成为了衡量汽车品质的重要指标之一。电磁兼容（Electromagnetic Compatibility， EMC）是指在有限的空间、时间与频谱资源等条件下，各种用电设备可以共存，并不致引起降级的一门科学。而国际电工技术委员会（IEC）认为，电磁兼容性是设备的一种能力，它在其电磁环境中能完成它的功能，而不至于在其环境中产生不允许的干扰。汽车电磁兼容已经成为汽车设计中必须考虑的问题。对于汽车使用者来说，良好的汽车电磁兼容性能是保证车内设备正常工作的重要前提;而对于汽车制造商来说，进行产品的电磁兼容前期设计，是缩短生产周期与降低成本的重要保证。
1 汽车电磁兼容研究的内容
（1）整车级别的电磁兼容研究。汽车作为一个复杂的电气系统，在整车级别上的电磁兼容研究主要侧重于辐射干扰的准确预测。其中欧盟的GEMCAR项目组致力于开发一整套实用的汽车电磁兼容计算机建模的准则。该团队对于整车级电磁兼容预测的主要内容有：适合电磁全波计算的汽车车身有限元模型;汽车互联系统的导线与线束的传输线模型;对各接地电子模块的等效模型的建立，该模型主要是通过测量器件端口散射参数来得到等效电路模型。德国S.Frei团队结合了矩量法（MOM），传输线法（TML），有限元法（FEM）等算法对整车电磁兼容预测进行了深入地研究，该团队将整车级电磁预测研究分为4个层次：车身模型，用网格处理技术得到合适的计算网格;汽车线束模型，利用传输线（MTL）对其建模;电子装置与器件的模型，主要得到等效接地模型;天线模型。该团队除了对辐射的研究，还对整车系统的低频电磁兼容问题以及其参数的提取做了深入地研究。AutoEMC研究工作组致力于开发一整套用于汽车电磁兼容仿真和预测的计算机分析方法。该工作组由欧洲两大汽车制造商（宝马和雷诺）、欧洲两大软件提供商（ESI和Analogy）、菲亚特技术研究中心，以及电磁兼容咨询服务提供商Politecnico di Torino等组成。工作组研究的内容主要是：CAD建模;确保计算机仿真科学性;确保计算机仿真的工业有效性;集成不同的仿真工具;确定电磁兼容计算机仿真的标准。
（2）零部件级别的电磁兼容研究。研究表明，为了达到整车级别的电磁兼容性，车内电器设备首先达到电磁兼容的要求是必要的前提条件。比如车内电子控制芯片、电动机系统、电压变换、蓄电池特性、电机驱动、模拟电路干扰、数控系统。因此对于汽车生产商来说，严格控制汽车内部各电器元件的电磁兼容特性是整车能够顺利通过电磁兼容测试标准的重要保证。
2 汽车电磁兼容的研究的方法
（1）数值仿真计算方法。随着计算速度与能力的提高，计算机仿真技术在汽车电磁兼容预测研究领域中成为主要的手段。而现在的主流算法都是将成熟的算法进行耦合对汽车电磁兼容进行预测，具体的有：多导传输线与时域有限差分的耦合MTL/FDTD， 多导传输线与矩量法MTL/MOM， 多导传输线与有限元的耦合MTL/FEM。
（2）实验测试方法。实验测试在汽车电磁兼容中占有重要的地位。对于仿真预测的研究，实验结果是对仿真结果的验证;对于汽车生产商来说，任何一款新的汽车都必须通过严格的专业电磁兼容实验测试，才能上市销售。在国内外，在汽车的电磁兼容实验实测方面，已经形成了较为完善的标准规范与测试方法。国际标准化组织（ISO）、国际電工委员会（IEC）、国际无线电干扰特别委员会（CISPR）、美国汽车工业协会（SAE）、德国标准局（DIN）、德国电气工程师协会（VDE）等组织均在其文件中规定了抗干扰检测的干扰类型及严格等级，在汽车发达国家几乎所有的汽车制造商和汽车电子产品的生产厂家均接受这些标准或把这些标准增补为自己的企业标准。国外在汽车电磁兼容测试方法上也进行大量了研究。制定了一系列的测试标准，并研发出了相应的测试系统，可以实现整车及零部件的传导、辐射骚扰测试。国内同时也出台了汽车及其部件的电磁兼容技术规范。1992 年我国颁布了GB/14023-92《车辆、机动船和火花点火发动机驱动装置无线电干扰特性的测试方法及允许值》强制性国家标准，对汽车向环境辐射的电磁波干扰作了限制，现使用的标准为GB/34660-2017。 1998 年颁布了GB/17619-98《机动车电子电器组件的电磁辐射特性限值和测量方法》。2001年发布了GB/T 18387-2001《电动车辆的电磁场辐射强度的限值和测量方法宽带9kHz-300MHz》。2002年颁布了GB/18655-2002《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》。GB/18655-2002 等同采用国际电工委员会无线电干扰特别委员会IEC/CISPR 25：1995《用于保护车载接收机的无线电骚扰特性的测量方法及限值》。新标准在旧标准的基础上有部分内容作了修改和补充。
3 总结
总的来说，由于长期的研究与技术积累，汽车电磁兼容在国际上已经形成了比较成熟的体系，包括一定数量的研发团队、严格的技术规范与前期开发准则。并且其硬件设备与软件都比较齐全。近几年，越来越多的研究人员进入电动汽车以及混合动力汽车电气系统的电磁兼容研究，因为这些新能源汽车相对于传统燃油汽车电磁兼容问题更加突出。就整车电磁兼容研究来说，两者思路与运用的方法都非常相似。因此以前的研究成果可以很快地转化到新型汽车的研发。中国自主品牌汽车只发展短短十几年，以目前的经济实力和技术条件很难从根本上解决电磁兼容问题。主要面临两个方面困难：在经济方面，以目前自主品牌的资金条件只能进行消费者比较关心的碰撞试验、排放试验等，还没有能力在电磁兼容方面投入较大的资金。在技术方面，虽然自主品牌对电磁兼容技术一直潜心研究，但在技术攻关时存在许多瓶颈问题，目前仍没有取得实质性进展。原因有两个：一是软件问题。由于国外企业封锁关键技术，我国还没有完全掌握整车系统的电磁兼容技术，处于摸索阶段。二是硬件问题。汽车电磁兼容的测试分为零部件和整车测试，零部件通过了电磁兼容测试，并不能保证整车电磁兼容测试通过。受整车电磁兼容测试方面实验条件的限制，我国处理电磁兼容问题的经验非常欠缺。同时，相对传统汽车，电动车的电磁干扰问题更为严重。如果解决不好电磁兼容问题，一方面电动车会对周围的广播电视和通讯产生影响;另一方面，外部电磁干扰也会使电动汽车出现故障。总之，相对于国外，国内在此领域的研究主要面临硬件设备落后、研究队伍规模小、资金短缺以及缺乏与汽车制造商有效的合作等问题。
参考文献：
[1]郑军奇.EMC设计分析方法与风险评估技术[M].电子工业出版社，2020.5.
[2]贾晋.汽车点火系统电磁干扰预测方法的研究[D].重庆大学硕士论文，2010.5.
关键词：电磁兼容;汽车;研究
0 引言
随着汽车工业和电子技术的迅速发展，越来越多的电子产品在汽车上应用，目前汽车正在向智能化、信息化迈进。随着智能驾驶、自动泊车、车联网等新技术的运用。车内电磁环境日益严苛。解决汽车电子产品电磁兼容问题，保证汽车的可靠性、安全性，保证汽车行驶过程中电子产品不干扰外部设备且不被外部环境干扰，已经成为了衡量汽车品质的重要指标之一。电磁兼容（Electromagnetic Compatibility， EMC）是指在有限的空间、时间与频谱资源等条件下，各种用电设备可以共存，并不致引起降级的一门科学。而国际电工技术委员会（IEC）认为，电磁兼容性是设备的一种能力，它在其电磁环境中能完成它的功能，而不至于在其环境中产生不允许的干扰。汽车电磁兼容已经成为汽车设计中必须考虑的问题。对于汽车使用者来说，良好的汽车电磁兼容性能是保证车内设备正常工作的重要前提;而对于汽车制造商来说，进行产品的电磁兼容前期设计，是缩短生产周期与降低成本的重要保证。
1 汽车电磁兼容研究的内容
（1）整车级别的电磁兼容研究。汽车作为一个复杂的电气系统，在整车级别上的电磁兼容研究主要侧重于辐射干扰的准确预测。其中欧盟的GEMCAR项目组致力于开发一整套实用的汽车电磁兼容计算机建模的准则。该团队对于整车级电磁兼容预测的主要内容有：适合电磁全波计算的汽车车身有限元模型;汽车互联系统的导线与线束的传输线模型;对各接地电子模块的等效模型的建立，该模型主要是通过测量器件端口散射参数来得到等效电路模型。德国S.Frei团队结合了矩量法（MOM），传输线法（TML），有限元法（FEM）等算法对整车电磁兼容预测进行了深入地研究，该团队将整车级电磁预测研究分为4个层次：车身模型，用网格处理技术得到合适的计算网格;汽车线束模型，利用传输线（MTL）对其建模;电子装置与器件的模型，主要得到等效接地模型;天线模型。该团队除了对辐射的研究，还对整车系统的低频电磁兼容问题以及其参数的提取做了深入地研究。AutoEMC研究工作组致力于开发一整套用于汽车电磁兼容仿真和预测的计算机分析方法。该工作组由欧洲两大汽车制造商（宝马和雷诺）、欧洲两大软件提供商（ESI和Analogy）、菲亚特技术研究中心，以及电磁兼容咨询服务提供商Politecnico di Torino等组成。工作组研究的内容主要是：CAD建模;确保计算机仿真科学性;确保计算机仿真的工业有效性;集成不同的仿真工具;确定电磁兼容计算机仿真的标准。
（2）零部件级别的电磁兼容研究。研究表明，为了达到整车级别的电磁兼容性，车内电器设备首先达到电磁兼容的要求是必要的前提条件。比如车内电子控制芯片、电动机系统、电压变换、蓄电池特性、电机驱动、模拟电路干扰、数控系统。因此对于汽车生产商来说，严格控制汽车内部各电器元件的电磁兼容特性是整车能够顺利通过电磁兼容测试标准的重要保证。
2 汽车电磁兼容的研究的方法
（1）数值仿真计算方法。随着计算速度与能力的提高，计算机仿真技术在汽车电磁兼容预测研究领域中成为主要的手段。而现在的主流算法都是将成熟的算法进行耦合对汽车电磁兼容进行预测，具体的有：多导传输线与时域有限差分的耦合MTL/FDTD， 多导传输线与矩量法MTL/MOM， 多导传输线与有限元的耦合MTL/FEM。
（2）实验测试方法。实验测试在汽车电磁兼容中占有重要的地位。对于仿真预测的研究，实验结果是对仿真结果的验证;对于汽车生产商来说，任何一款新的汽车都必须通过严格的专业电磁兼容实验测试，才能上市销售。在国内外，在汽车的电磁兼容实验实测方面，已经形成了较为完善的标准规范与测试方法。国际标准化组织（ISO）、国际電工委员会（IEC）、国际无线电干扰特别委员会（CISPR）、美国汽车工业协会（SAE）、德国标准局（DIN）、德国电气工程师协会（VDE）等组织均在其文件中规定了抗干扰检测的干扰类型及严格等级，在汽车发达国家几乎所有的汽车制造商和汽车电子产品的生产厂家均接受这些标准或把这些标准增补为自己的企业标准。国外在汽车电磁兼容测试方法上也进行大量了研究。制定了一系列的测试标准，并研发出了相应的测试系统，可以实现整车及零部件的传导、辐射骚扰测试。国内同时也出台了汽车及其部件的电磁兼容技术规范。1992 年我国颁布了GB/14023-92《车辆、机动船和火花点火发动机驱动装置无线电干扰特性的测试方法及允许值》强制性国家标准，对汽车向环境辐射的电磁波干扰作了限制，现使用的标准为GB/34660-2017。 1998 年颁布了GB/17619-98《机动车电子电器组件的电磁辐射特性限值和测量方法》。2001年发布了GB/T 18387-2001《电动车辆的电磁场辐射强度的限值和测量方法宽带9kHz-300MHz》。2002年颁布了GB/18655-2002《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》。GB/18655-2002 等同采用国际电工委员会无线电干扰特别委员会IEC/CISPR 25：1995《用于保护车载接收机的无线电骚扰特性的测量方法及限值》。新标准在旧标准的基础上有部分内容作了修改和补充。
3 总结
总的来说，由于长期的研究与技术积累，汽车电磁兼容在国际上已经形成了比较成熟的体系，包括一定数量的研发团队、严格的技术规范与前期开发准则。并且其硬件设备与软件都比较齐全。近几年，越来越多的研究人员进入电动汽车以及混合动力汽车电气系统的电磁兼容研究，因为这些新能源汽车相对于传统燃油汽车电磁兼容问题更加突出。就整车电磁兼容研究来说，两者思路与运用的方法都非常相似。因此以前的研究成果可以很快地转化到新型汽车的研发。中国自主品牌汽车只发展短短十几年，以目前的经济实力和技术条件很难从根本上解决电磁兼容问题。主要面临两个方面困难：在经济方面，以目前自主品牌的资金条件只能进行消费者比较关心的碰撞试验、排放试验等，还没有能力在电磁兼容方面投入较大的资金。在技术方面，虽然自主品牌对电磁兼容技术一直潜心研究，但在技术攻关时存在许多瓶颈问题，目前仍没有取得实质性进展。原因有两个：一是软件问题。由于国外企业封锁关键技术，我国还没有完全掌握整车系统的电磁兼容技术，处于摸索阶段。二是硬件问题。汽车电磁兼容的测试分为零部件和整车测试，零部件通过了电磁兼容测试，并不能保证整车电磁兼容测试通过。受整车电磁兼容测试方面实验条件的限制，我国处理电磁兼容问题的经验非常欠缺。同时，相对传统汽车，电动车的电磁干扰问题更为严重。如果解决不好电磁兼容问题，一方面电动车会对周围的广播电视和通讯产生影响;另一方面，外部电磁干扰也会使电动汽车出现故障。总之，相对于国外，国内在此领域的研究主要面临硬件设备落后、研究队伍规模小、资金短缺以及缺乏与汽车制造商有效的合作等问题。
参考文献：
[1]郑军奇.EMC设计分析方法与风险评估技术[M].电子工业出版社，2020.5.
[2]贾晋.汽车点火系统电磁干扰预测方法的研究[D].重庆大学硕士论文，2010.5.