汽車電器電磁干擾及防護(hù)的探討

張海冬

（安徽交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院汽車與機(jī)械工程系,合肥 230051）

汽車電器電磁干擾及防護(hù)的探討

張海冬

（安徽交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院汽車與機(jī)械工程系,合肥 230051）

隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國的科學(xué)技術(shù)水平不斷得到提高，也不斷的提高了計(jì)算機(jī)信息處理能力。在現(xiàn)代汽車裝備系統(tǒng)中，很多都是有電子器以及電器組成的，這樣一來在實(shí)際使用的過程中就會受到周圍磁場輻射的嚴(yán)重影響。因此，應(yīng)該深入研究和分析汽車電器電磁干擾現(xiàn)象，有針對性的提出防護(hù)措施，有效的避免電磁對汽車電器的干擾。

汽車電器；電磁干擾；防護(hù)措施

0 引言

隨著不斷發(fā)展和進(jìn)步的汽車電控技術(shù)，如今汽車的功能已經(jīng)得到了大大地提升，廣泛的運(yùn)用了PC產(chǎn)品、遙控防盜系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、移動電話等電子產(chǎn)品，這樣一來就產(chǎn)生了第三大污染，即電磁干擾，這是在汽車中產(chǎn)生的繼污染排放以及噪音污染后的另一大污染源，對周圍的人們生活和企業(yè)生產(chǎn)都會造成一定程度的影響。

1 汽車電器電磁干擾現(xiàn)象

電磁干擾（Electromagnetic Interference，簡稱EMI），作為一種干擾信號，會對電子噪音的型號完整性產(chǎn)生嚴(yán)重的破壞，其發(fā)生源主要是電磁輻射[1]。一般將電磁干擾源分為自然和人為的兩種類型。自然電磁干擾源指的是由周圍自然環(huán)境而發(fā)生的噪音以及來自大氣層的雷電噪音等；人為電磁干擾源指的是各種類型的汽車電器、高壓點(diǎn)火系統(tǒng)、無線電裝置、繼電器等。比如當(dāng)汽車在大范圍輻射區(qū)域內(nèi)行駛的時候，車內(nèi)的一些儀表數(shù)據(jù)往往會發(fā)生變化，特別是歸于收音機(jī)來說，會出現(xiàn)很明顯的異常反應(yīng)；有些比較高檔的汽車中會帶有防抱死制動系統(tǒng)，也就是所謂的ABS，而且功能級別也比較高，如果汽車的速度達(dá)到某一臨界點(diǎn)的時候，原先開啟的雨刮器會發(fā)生故障。這些現(xiàn)象都是由于在運(yùn)行的過程中，汽車的某一個控制系統(tǒng)啟動了，這樣所產(chǎn)生的電磁波就會對其他系統(tǒng)的運(yùn)行正常產(chǎn)生干擾，進(jìn)而出現(xiàn)故障。

2 出現(xiàn)電磁干擾的原因

為了更好的滿足人們不斷提高的對汽車安全高效、經(jīng)濟(jì)環(huán)保等方面的要求，汽車已經(jīng)逐漸向現(xiàn)代化、科技化的方向發(fā)展，汽車電器的數(shù)量和種類也越來越多。一般情況下，可以將汽車簡單的分為車身附件、底盤以及發(fā)動機(jī)這三類，其中主要包括四輪驅(qū)動控制系統(tǒng)、電子控制懸架、繼電器、汽車電話、抱死制動控制系統(tǒng)等。

這些系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中都需要使用電動機(jī)，但是就電動機(jī)來說，在正常運(yùn)行的過程中也會常常發(fā)生電火花，這就會在很大程度上增加電火花的強(qiáng)度。同時在其他的電子設(shè)備控制系統(tǒng)中，也存在著一些導(dǎo)線、項(xiàng)圈以及其他的元件。造成電磁干擾出現(xiàn)主要有三個方面的原因：一是所有電子設(shè)備中線圈都呈現(xiàn)出“束”的形式，這樣系統(tǒng)周邊的I/ O接口就很容易進(jìn)入反饋脈沖，這樣正常運(yùn)行的系統(tǒng)就會受到電磁的干擾；二是在連接和斷開電子設(shè)備部件的時候，也會出現(xiàn)一些電磁干擾，其傳播電纜信號的形式主要是信號脈沖，可能會導(dǎo)致電控單元接收到錯誤的信號，這樣系統(tǒng)就會出現(xiàn)錯誤；三是電感和電容所產(chǎn)生的閉合回路中，常常會出現(xiàn)震蕩回路，如果在運(yùn)行的過程中電子設(shè)備出現(xiàn)電火花的話，就會導(dǎo)致高頻震蕩出現(xiàn)，進(jìn)而發(fā)射電磁波[2]。

比如在較為傳統(tǒng)的汽車點(diǎn)火系統(tǒng)中，當(dāng)?shù)碗娏鲏航?jīng)過點(diǎn)火線圈和斷電器之后就會轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠妷海@樣一來所有的火花塞中就會通過配電器的傳輸產(chǎn)生高電壓，導(dǎo)致其出現(xiàn)電火花，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)動機(jī)運(yùn)行。但是當(dāng)火花塞中是高電壓的時候，就很有可能會出現(xiàn)電容放電或者是擊穿放電等現(xiàn)象，進(jìn)而產(chǎn)生大電流。這樣在放電的過程中就會不斷的產(chǎn)生高頻震蕩，這也是汽車電器出現(xiàn)電磁干擾的主要原因之一。

3 有效的防護(hù)措施

為了盡可能降低或者是防止汽車電器出現(xiàn)電磁干擾，其中最關(guān)鍵的就是需要解決電磁干擾源的問題。對于干擾源來說，由于其性質(zhì)的不同，都是具有差異化特征的，這樣在防護(hù)的時候就需要加強(qiáng)對其干擾源特征的詳細(xì)研究和分析，采取有針對性的措施來有效防護(hù)[3]。另外，還需要注重對電磁干擾傳播路徑的充分考慮，就目前汽車電磁干擾傳播路徑主要有兩個方面：一方面是輻射干擾，另一方面則是傳導(dǎo)干擾。

3.1 使用電容器

對于電容器來說，其最主要的目的是吸收火花。這樣一來，在容易產(chǎn)生電火花的汽車電子設(shè)備部分，與電容器相互并聯(lián)，當(dāng)電子設(shè)備發(fā)出電火花的時候，電容器就能夠及時的吸收，有效的削弱由電磁波發(fā)出來的高頻輻射，減少了電磁干擾。除此之外，從電容器成本這一方面來看，成本低，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。

3.2 將抑制電容安裝在電源線位置

將抑制電容安裝在電源線的位置，能夠?qū)﹄娮釉O(shè)備中的電磁干擾有效的抑制，減少導(dǎo)線以及電源線對周圍造成的影響。比如以上海大眾轎車為例，將抑制電容器安裝在車前燈位置電源線上面，當(dāng)抑制電容（uF）分別為未加抑制、0.22、0.01、0.10的時候，65MHZ騷擾電壓（dBuV）最大值分別為64.52、56.84、58.89、54.52時，其抑制值分別為0、-7.68、-5.63、-10.00；108MHZ騷擾電壓（dBuV）最大值分別為66.78、68.76、70.11、70.34時，其抑制值分別為0、1.98、3.33、3.56。由此可見，當(dāng)在電源線的位置安裝了抑制電容器之后，其電壓得到了有效的抑制。

3.3 建立屏障結(jié)構(gòu)

有些類型的汽車在運(yùn)行的過程中，系統(tǒng)會在短暫的時間內(nèi)產(chǎn)生高壓，因此為了防止出現(xiàn)問題，高壓線的外皮質(zhì)量就需要比較好，這樣才能夠更好的對電磁干擾實(shí)現(xiàn)屏蔽和降低。對于電子設(shè)備所產(chǎn)生的電火花，就需要使用金屬罩來屏蔽[4]。但是就建立屏障結(jié)構(gòu)來說，雖然能夠有效的防止電磁干擾，但是相比較來說，成本會比較高。

[1]劉尚合,劉衛(wèi)東.電磁兼容與電磁防護(hù)相關(guān)研究進(jìn)展[J].高電壓技術(shù),2014(06)：1605-1613.

[2]宋廣輝.汽車電控系統(tǒng)電磁干擾故障分析與檢修方法研究[J].輕工科技,2014(12)：40-41.

[3]侯群,張龍,彭馨,周一帆.汽車用直流電機(jī)的電磁干擾測試及抑制技術(shù)研究[J].江漢大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2015(05)：431-436.

[4]王慶和.典型汽車電器電磁干擾及其對抗防范探討[J].湖北農(nóng)機(jī)化,2012(03)：50-51.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.22.251