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汽车电磁兼容测试推动现代汽车电子技术健康发展


汽车电磁兼容测试推动现代汽车电子技术健康发展

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时间: 2019
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·汽车电磁兼容测试推动现代汽车电子技术健康发展产品描述

汽车电磁兼容测试推动现代汽车电子技术健康发展

 

汽车电磁兼容测试推动现代汽车电子技术健康发展

□***计量科学研究院 李潇


  汽车产业已经成为21世纪的支柱产业,汽车的普及大大提高了人们的生活质量和工作效率。汽车电子化是现代汽车发展的重要标志。现代汽车电子技术的应用极大地提高了汽车的动力性、经济性和安全性,改善了汽车行驶的稳定性和舒适性。电子部件在整个汽车系统中的比重越来越大。目前,绝大多数汽车的电子部件比例都在30%以上,有些***车型该比例甚至高达90%。作为汽车的***组成部分,其加速和制动系统已经从传统意义的机械联动方式转变为电子控制,通过传感器将加速或制动控制信号由信号总线传递给电子控制单元(ECU),再由ECU分析判断,将***的控制方式传递给燃料阀或制动器等执行机构,完成对车辆的控制。而目前流行的汽车主动安全系统,也是通过车上各种用于检测转速、轮胎气压、加速度、障碍物位置等各种参数的电子传感器来帮助驾驶者辅助控制汽车,进而保证安全行驶。


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控制器设备电快速脉冲群测试


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整车辐射发射测试


汽车电子的一个重要特点是大量的电子设备被安置在一个极其紧凑的环境中,且设备类型差异很大,有发动机点火的高压系统、汽车总线的数字系统和传感器的小信号系统等,各个系统在启动或运行期间都会产生一定类型的骚扰,而这些骚扰会通过空间辐射或导线耦合施加到别的系统上去,就有可能对别的系统造成干扰。电子系统可以辅助控制汽车,同时,电子系统受干扰出现故障时,也会对汽车造成误控制,其后果十分严重,从而在设计上对汽车电子零部件的可靠性和稳定性提出了很高的要求。因此,对汽车零部件和整车所进行的干扰和抗干扰的电磁兼容试验就显得尤为重要。

所谓电磁兼容,是研究在有限的空间、时间、频谱资源条件下,各种用电设备可以共存,并不致引起性能降级的一门科学。当前,几乎所有的现代工业(包括电力、通信、交通、航天、***、计算机、***等)都必须解决电磁兼容问题。可以说,严谨准确的汽车电磁兼容测试是当代汽车安全行驶的基础。

依据ISO11451、ISO11452、ISO7637、ISOTR10605和CISPR12、CISPR25等国际标准,汽车的电磁兼容测试可分为骚扰发射测试和敏感度测试。其中,骚扰发射测试又可分为辐射骚扰发射测试和传导骚扰发射测试;敏感度测试也可分为传导抗扰度测试和辐射抗扰度测试。以下对测试内容进行简要介绍。

辐射骚扰发射测试:可分为整车和零部件测试,在电波暗室中进行,使被测车辆或零部件处于正常运行状态,使用经校准的天线接收指定频段内被测设备辐射的电磁场,看是否满足标准中的场强限值要求,其中整车要在实际行驶的条件下进行测试,通常要将被测车辆固定在测试转鼓上,并使车辆运行在某个速度上,且根据要求打开车上的一些电子设备(如收放机、大灯、雨刷器等),同时,将接收天线置于距车辆发动机3m或10m的位置,天线高度固定在3m。测试频段通常为(30~1000)MHz。而对汽车电子零部件的辐射发射进行测量时,被测物应放置在一个非导体的、具有较低相对介电常数的材料上,并高于接地面约5cm。除非有特殊要求,被测物通常不接地。EUT的各个面距接地面边缘约20cm。所有线束均放置在上述类型的非导电材料上。测量天线的参考点距线束距离约为100cm,测试频段为(150~2345)MHz。辐射发射测试主要检验被测设备是否产生较强的辐射场强干扰别的设备或车辆。
传导骚扰发射测试:仅对零部件进行测试,在屏蔽室内进行,使被测设备处于实际运行状态,使用人工电源网络或电流探头接收指定频段内被测设备外接线束上的干扰电压或电流,主要考察该设备是否会通过导线耦合来干扰车内其他电子设备。


辐射抗扰度测试:可分为整车和零部件测试,在电波暗室中进行,同样要使被测设备处于运行状态。对于整车测试,在10kHz~3GHz频段内使用经校准的场强照射被测车辆,观察在满足标准中的(25~100)V/m的场强等级下,该车辆运行会不会受到影响。对于零部件的辐射抗扰度测试,需要将被测设备置于暗室内的接地测试台上,天线距离被测设备1m进行电波照射。该测试主要检验被测设备是否会受外界较强的场强干扰。

传导抗扰度测试:仅对零部件进行测试,在屏蔽室内进行,使被测设备处于运行状态,使用人工电源网络或电流探头将指定波形的干扰脉冲注入被测设备外接线束或机壳上,主要考察该设备是否会被车内其他电子设备干扰。同时,按照ISO7637的要求,用指定的幅度和波形的脉冲模拟汽车发动机或电控单元发出的干扰脉冲,并施加至汽车零部件的电源端和信号端,以对汽车零部件进行抗扰度测试,又称瞬态过电压抗扰度测试。

汽车零部件的ESD抗扰度测试:进行ESD(静电放电)试验参考的标准是ISO CD 10605以及DIN EN 61000-4-2,静电放电试验按***模型进行。测试系统配置构成的关键设备是高压静电发生器。放电形式规定为:接触放电和气隙放电。在组件和系统两个层面的接触放电中都规定使用±2kV、±4kV、±6kV和±8kV的放电电压对试件进行试验,气隙放电时使用±2kV、±8kV、±15kV的电压进行试验;在整车层面上则使用±4kV、±8kV、±15kV和±25kV进行试验,对乘客可以接触到的位置进***隙放电。

目前,***计量院在昌平实验基地兴建完成了一间大10米法电波暗室,配备有***测试天线,并安装有3台频段从9kHz~3GHz的大功率功放,可在该频段内实现***100V/m的测试场强。暗室内配置有一个直径6.5m的转台和一个直径2m的转台,除了可对绝大多数的电子产品进行检测外,该暗室主要用于测试机动车整车和零部件的电磁兼容性能。根据标准的要求,对整车进行的辐射发射试验和辐射抗扰度试验,需要在被测车辆实际行驶的情况下进行。故暗室内的大转台上安装有轴距可调的主被动式转鼓,***可使车辆行驶时速达到100km/h,并且每个轮胎的速度变化都可任意编程,以对车辆各种模拟行驶情况进行测试。而在进行高等级辐射抗扰度测试时,需要对被测车辆施加一个较强的辐射场,场强***可达100V/m,对生物机体伤害较大,故***计量院在驾驶室内配备了专用的气动驱动的汽车驾驶机器人,并使用自行开发的控制系统和软件来远程控制车辆的行驶状态。同时,***计量院在汽车测试中,要通过摄像系统、音频采集系统、总线信号采集系统、模拟量及数字量采集系统等各类专用信号采集装置对被测车辆运行时的各个参数进行采集,并通过光纤将这些状态参数传输到控制室,供测试人员监控或判断车辆的运行情况,以便及时发现骚扰信号对汽车各个系统运行造成的影响。在传导测试方面,***计量院也配备有***的ISO7637抗扰度试验设备、汽车测试专用LISN和***的ESD静电发生器等设备,测试环境完全按照标准进行配置。

目前,***计量院已对外开展汽车电磁兼容测试服务。***计量院除已具备全部的汽车电磁兼容测试所需的硬件资源外,更是拥有一支***性极强的******,在严谨测试的同时,更可以对测试中出现的电磁兼容问题提供有效的解决方案,测试中用到的接收机、功率计、信号源、天线、功放等所有的计量仪器,均由***计量院自行校准并溯源至***标准,所有这些都极大地保证了汽车电磁兼容测试的准确性和公正性,从而确保被测车辆的质量,使得国内汽车产业健康发展。


 
 公司:苏州泰思特电子科技有限公司
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