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摘 要：本文通过对车辆零部件电磁兼容的设计方法进行深入研究，阐述了电磁兼容设计在零部件的开发过程中起到了关键性的作用。诸多的零部件企业在进行产品研发的过程中往往对电磁兼容设计没有重视，使得零部件在进行电磁兼容试验后无法满足条件，从而导致零部件进行整改，耗费了较多的人力和财力。因此，对某控制器进行整改，解决产品所产生的辐射问题以及发射超标问题，能够进一步改善产品的漏洞，以此来证明正向开发的重要性，同时能够为企业的设计规范提供有力的保障。
关键词：车辆零部件;电磁兼容;设计
零部件军用电磁兼容考核标准为GJB 151B-2013，其中陆军地面设备考核项目为CE102、RE102、CS101、CS112、CS114、CS115、CS116、RS103，共8项。CE102、RE102考核零部件发射指标是否合格，CS101、 CS112、 CS114、 CS115、CS116、RS103考核零部件抗扰性指标是否合格。军用车辆零部件考核指标要求严格，在產品开发过程中应重点设计，避免进入设计-试验-整改-再设计的循环过程，耗费大量资金和资源，延长项目开发周期[1]。
1、零部件电磁兼容性分析
通过对电磁兼容试验的理解和分析，需要在产品的研发过程中采取相应的措施，对发射和抗扰性进行设计。
电磁兼容的三要素为骚扰源、传播途径和敏感设备。提高产品电磁兼容性，也是从这三方面入手：对于骚扰源，我们通过降低其电磁发射频率，控制噪声源发射能量;对于传播路径，分析骚扰的传播模式进行有效阻断;对于敏感设备，提高其抗干扰能力，截断等发射路径。传播途径方面，值得注意的是传导发射与辐射发射是没有边界的，我们可以利用这一点，将传导转变为辐射，或者将辐射转换为传导，以此来提高产品电磁兼容性[2]。
2、零部件电磁兼容设计方法
2.1 接地
接地是电子设备的一个很重要问题。接地目的有三个：（1）接地使整个电路系统中的所有单元电路都有一个公共的参考零电位，保证电路系统能稳定地干作。
（2）防止外界电磁场的干扰。机壳接地可以使得静电感应而积累在机壳上的大量电荷通过大地泄放，否则这些电荷形成的高压可能引起设备内部的火花放电而造成干扰。另外，对于电路的屏蔽体，若选择合适的接地，也可获得良好的屏蔽效果。（3）保证安全工作。当发生直接雷电的电磁感应时，可避免电子设备的毁坏;当工频交流电源的输入电压因绝缘不良或其它原因直接与机壳相通时，可避免操作人员的触电事故发生。此外，很多设备都与汽车的车体直接相连，当机壳带有110V或220V电压时，将发生致命危险[3]。
2.2 屏蔽
屏蔽体材料选择的原则是：（1）当干扰电磁场的频率较高时，利用低电阻率的金属材料中产生的涡流，形成对外来电磁波的抵消作用，从而达到屏蔽的效果。
（2）当干扰电磁波的频率较低时，要采用高导磁率的材料，从而使磁力线限制在屏蔽体内部，防止扩散到屏蔽的空间去。（3）在某些场合下，如果要求对高频和低频电磁场都具有良好的屏蔽效果时，往往采用不同的金属材料组成多层屏蔽体。
2.3 滤波
滤波是抑制和防止干扰的一项重要措施。滤波器可以显著地减小传导干扰的电频，因为干扰频谱成份不同于有用信号的频率，滤波器对于这些与有用信号频率不同的成份有良好的抑制能力，从而起到其它干扰抑制难以起到的作用。所以，采用滤波网络无论是抑制干扰源和消除干扰耦合，或是增强接收设备的抗干扰能力，都是有力措施。用阻容和感容去耦网络能把电路与电源隔离开，消除电路之间的耦合，并避免干扰信号进入电路。对高频电路可采用两个电容器和一个电感器（高频扼流圈）组成的CLCMπ型滤波器。滤波器的种类很多，选择适当的滤波器能消除不希望的耦合[4]。
2.4 电路设计
有时候采用屏蔽后仍不能满足抑制和防止干扰的要求，可以结合屏蔽，采取平衡措施等电路技术。平衡电路是指双线电路中的两根导线与连接到这两根导线的所有电路，对地或对其它导线都具有相同的阻抗。其目的在于使两根导线所检测到的干扰信号相等。这时的干扰噪声是一个共态信号，可在负载上自行消失。另外，还可采用其它一些电路技术，例如接点网络，整形电路，积分电路和选通电路等等。总之，采用电路技术也是抑制和防止干扰的重要措施[5]。
3、零部件电磁兼容设计应用
3.1 未考虑电磁兼容设计产品
根据设计理念可以得出，汽车的电子控制器的设计原理其实很简单，但是在设计的过程中没有对其进行全方面的设计，只是将其主要功能进行了设计，没有考虑到电磁兼容设计，使得电子控制器的结构方面不够完善，同时还未进行PCB的布局，在对电子控制器的零部件进行电子兼容检测的过程中，发现进行电子兼容设计，导致电子兼容未得到标准，辐射以及发射严重超标，在进行电子兼容检测之前，结果与预想相差甚远。根据几次的试验可以分析得出，电子控制器的倍频为6MHz，围绕晶振的设计过程并不理想，没有达到预期的效果，从而使得电子控制器的零部件出现严重的超标问题[6]。
3.2 正向电磁兼容设计开发
根据设计要求，电子控制器需要对电磁兼容进行设计，设计方案如上述所说，同时电子控制器的整体需求为：外壳采用塑料外壳，电路功能以及芯片都按照相关的标准进行设计安装，PCB的工作频率高，因此在设计方面，要对晶振、芯片等进行细化设计，避免出现线间耦合以及串扰等现象，同时外壳的设计能够有效的减少空间辐射[7]。
安装电子控制器的需求，需要对电子控制器的外壳、PCB、零部件等进行设计和选型，同时要优化走线、设计两层PCB、贴片元器件以及喷涂导电漆外壳。设计完成，需要进行电子兼容试验，其试验结果如预期所想，一次性通过了电子兼容试验，达到了试验要求，并且降低了核算成本。全新的产品进行出厂后，质量优良、出现故障的频率较低，总体来说设计非常成功。
结语：
本文通过对汽车零部件进行了深入研究后，分析设计出了电磁兼容的方法。必须要先了解和掌握相关的法律规范以及对于电磁兼容的要求;其次在进行电磁兼容产品的设计，根据不同的产品类型来进行针对性的处理，随后进行电磁兼容试验，证明其方案是否可行。电磁兼容的设计方案使得生产企业能够大大的减少资金的消耗。
参考文献：
[1]林森，刘保国，雒拓，高锦.车辆零部件电磁兼容设计与应用[J].汽车电器，2021（08）：24-26.
[2]王志远，高新杰，冯来兵，王春杰.电动汽车EMI根源定位方法及优化策略[J].安全与电磁兼容，2019（04）：17-19.
[3]林森，陈博凯，张志鹏.车辆及零部件辐射发射分析与设计[J].汽车实用技术，2018（10）：94-97.
[4]汪星华，郝明远，王艳琴，张秋敏.轨道车辆电磁兼容性标准解析及建议[J].中国高新技术企业，2016（18）：192-194.
[5]韩永杰，傅振兴，张恒，杨乐军.电动汽车电磁兼容研究概述[J].上海汽车，2013（07）：3-5+11.
[6]张威，程维明，杨东.电动汽车驱动系统EMC测试的试验室方案研究[J].电子测量技术，2013，36（04）：80-83.
[7]BS EN 50498-2010， 电磁兼容性（EMC）.车辆用电子配件设备的产品系列标准[S].
作者简介：
国磊（1983-），性别：男，民族：汉，籍贯：山东省淄博市博山区，职称：助理工程师，学历：专科，研究方向：机械工程师。
关键词：车辆零部件;电磁兼容;设计
零部件军用电磁兼容考核标准为GJB 151B-2013，其中陆军地面设备考核项目为CE102、RE102、CS101、CS112、CS114、CS115、CS116、RS103，共8项。CE102、RE102考核零部件发射指标是否合格，CS101、 CS112、 CS114、 CS115、CS116、RS103考核零部件抗扰性指标是否合格。军用车辆零部件考核指标要求严格，在產品开发过程中应重点设计，避免进入设计-试验-整改-再设计的循环过程，耗费大量资金和资源，延长项目开发周期[1]。
1、零部件电磁兼容性分析
通过对电磁兼容试验的理解和分析，需要在产品的研发过程中采取相应的措施，对发射和抗扰性进行设计。
电磁兼容的三要素为骚扰源、传播途径和敏感设备。提高产品电磁兼容性，也是从这三方面入手：对于骚扰源，我们通过降低其电磁发射频率，控制噪声源发射能量;对于传播路径，分析骚扰的传播模式进行有效阻断;对于敏感设备，提高其抗干扰能力，截断等发射路径。传播途径方面，值得注意的是传导发射与辐射发射是没有边界的，我们可以利用这一点，将传导转变为辐射，或者将辐射转换为传导，以此来提高产品电磁兼容性[2]。
2、零部件电磁兼容设计方法
2.1 接地
接地是电子设备的一个很重要问题。接地目的有三个：（1）接地使整个电路系统中的所有单元电路都有一个公共的参考零电位，保证电路系统能稳定地干作。
（2）防止外界电磁场的干扰。机壳接地可以使得静电感应而积累在机壳上的大量电荷通过大地泄放，否则这些电荷形成的高压可能引起设备内部的火花放电而造成干扰。另外，对于电路的屏蔽体，若选择合适的接地，也可获得良好的屏蔽效果。（3）保证安全工作。当发生直接雷电的电磁感应时，可避免电子设备的毁坏;当工频交流电源的输入电压因绝缘不良或其它原因直接与机壳相通时，可避免操作人员的触电事故发生。此外，很多设备都与汽车的车体直接相连，当机壳带有110V或220V电压时，将发生致命危险[3]。
2.2 屏蔽
屏蔽体材料选择的原则是：（1）当干扰电磁场的频率较高时，利用低电阻率的金属材料中产生的涡流，形成对外来电磁波的抵消作用，从而达到屏蔽的效果。
（2）当干扰电磁波的频率较低时，要采用高导磁率的材料，从而使磁力线限制在屏蔽体内部，防止扩散到屏蔽的空间去。（3）在某些场合下，如果要求对高频和低频电磁场都具有良好的屏蔽效果时，往往采用不同的金属材料组成多层屏蔽体。
2.3 滤波
滤波是抑制和防止干扰的一项重要措施。滤波器可以显著地减小传导干扰的电频，因为干扰频谱成份不同于有用信号的频率，滤波器对于这些与有用信号频率不同的成份有良好的抑制能力，从而起到其它干扰抑制难以起到的作用。所以，采用滤波网络无论是抑制干扰源和消除干扰耦合，或是增强接收设备的抗干扰能力，都是有力措施。用阻容和感容去耦网络能把电路与电源隔离开，消除电路之间的耦合，并避免干扰信号进入电路。对高频电路可采用两个电容器和一个电感器（高频扼流圈）组成的CLCMπ型滤波器。滤波器的种类很多，选择适当的滤波器能消除不希望的耦合[4]。
2.4 电路设计
有时候采用屏蔽后仍不能满足抑制和防止干扰的要求，可以结合屏蔽，采取平衡措施等电路技术。平衡电路是指双线电路中的两根导线与连接到这两根导线的所有电路，对地或对其它导线都具有相同的阻抗。其目的在于使两根导线所检测到的干扰信号相等。这时的干扰噪声是一个共态信号，可在负载上自行消失。另外，还可采用其它一些电路技术，例如接点网络，整形电路，积分电路和选通电路等等。总之，采用电路技术也是抑制和防止干扰的重要措施[5]。
3、零部件电磁兼容设计应用
3.1 未考虑电磁兼容设计产品
根据设计理念可以得出，汽车的电子控制器的设计原理其实很简单，但是在设计的过程中没有对其进行全方面的设计，只是将其主要功能进行了设计，没有考虑到电磁兼容设计，使得电子控制器的结构方面不够完善，同时还未进行PCB的布局，在对电子控制器的零部件进行电子兼容检测的过程中，发现进行电子兼容设计，导致电子兼容未得到标准，辐射以及发射严重超标，在进行电子兼容检测之前，结果与预想相差甚远。根据几次的试验可以分析得出，电子控制器的倍频为6MHz，围绕晶振的设计过程并不理想，没有达到预期的效果，从而使得电子控制器的零部件出现严重的超标问题[6]。
3.2 正向电磁兼容设计开发
根据设计要求，电子控制器需要对电磁兼容进行设计，设计方案如上述所说，同时电子控制器的整体需求为：外壳采用塑料外壳，电路功能以及芯片都按照相关的标准进行设计安装，PCB的工作频率高，因此在设计方面，要对晶振、芯片等进行细化设计，避免出现线间耦合以及串扰等现象，同时外壳的设计能够有效的减少空间辐射[7]。
安装电子控制器的需求，需要对电子控制器的外壳、PCB、零部件等进行设计和选型，同时要优化走线、设计两层PCB、贴片元器件以及喷涂导电漆外壳。设计完成，需要进行电子兼容试验，其试验结果如预期所想，一次性通过了电子兼容试验，达到了试验要求，并且降低了核算成本。全新的产品进行出厂后，质量优良、出现故障的频率较低，总体来说设计非常成功。
结语：
本文通过对汽车零部件进行了深入研究后，分析设计出了电磁兼容的方法。必须要先了解和掌握相关的法律规范以及对于电磁兼容的要求;其次在进行电磁兼容产品的设计，根据不同的产品类型来进行针对性的处理，随后进行电磁兼容试验，证明其方案是否可行。电磁兼容的设计方案使得生产企业能够大大的减少资金的消耗。
参考文献：
[1]林森，刘保国，雒拓，高锦.车辆零部件电磁兼容设计与应用[J].汽车电器，2021（08）：24-26.
[2]王志远，高新杰，冯来兵，王春杰.电动汽车EMI根源定位方法及优化策略[J].安全与电磁兼容，2019（04）：17-19.
[3]林森，陈博凯，张志鹏.车辆及零部件辐射发射分析与设计[J].汽车实用技术，2018（10）：94-97.
[4]汪星华，郝明远，王艳琴，张秋敏.轨道车辆电磁兼容性标准解析及建议[J].中国高新技术企业，2016（18）：192-194.
[5]韩永杰，傅振兴，张恒，杨乐军.电动汽车电磁兼容研究概述[J].上海汽车，2013（07）：3-5+11.
[6]张威，程维明，杨东.电动汽车驱动系统EMC测试的试验室方案研究[J].电子测量技术，2013，36（04）：80-83.
[7]BS EN 50498-2010， 电磁兼容性（EMC）.车辆用电子配件设备的产品系列标准[S].
作者简介：
国磊（1983-），性别：男，民族：汉，籍贯：山东省淄博市博山区，职称：助理工程师，学历：专科，研究方向：机械工程师。