隨著科學技術的飛速發展,汽車已經不僅僅是由發動機和傳動裝置構成的簡單運輸工具,而是作為一種高端消費品,且其電子化程度越來越高,同時更加注鶯安全性、舒適性、智能化等內容。在一些高檔豪華轎車上,汽車電子產品已經占到整車成本的50%以上。從應用比例來看,在1989—2000年期間,汽車電子產品的成本在整個汽車制造成本中所占的比例已由16%增至23%,2003年上升到26.2%,2005年上升到28.8%,2008年則超過32%。預計2015年將達到40%。汽車電子產品在整車和零部件中所占的份額越來越大。
汽車電子產品是車體汽車電子控制裝置和車載汽車電子控制裝置的總稱,是由傳感器、微處理器、執行器、電子元器件及其零部件組成的電控系統。從汽車電子產品的應用發展來看,它主要包括汽車電子控制裝置、安全控制系統、車身控制系統、娛樂及信息系統等。
隨著汽車電子產品的廣泛使用,電子產品之間的電磁兼容性問題越來越嚴重,直接涉及車輛的正常駕駛和安全性能等。為了保證汽車電子產品的電磁兼容性能,世界各國及地區針對汽車電子產品的電磁兼容性認證業務已進行了廣泛而深入的研究。
1 國外汽車電子產品的認證體系及EMC要求
在美國、日本、歐盟等國家和地區,已將汽車電子產品的電磁兼容性要求納入認證管理體系之中。
以歐洲市場為例,目前進1:3歐洲市場的車輛或汽車電子產品必須通過ECE的法規要求和EU的指令要求。無線電干擾抑制內容是ECE汽車技術法規結構體系的重要組成部分,其中ECE的法規RIO部分,即是車輛核準中關于電磁兼容性方面的統一規定。在EU的指令之中,指令72/245/EC也對電磁兼容性要求做了明確規定。
同時,作為認證體系的支撐,國外有關汽車電子產品電磁兼容性能的標準體系已趨于完善,包括地區法規、協會(組織)標準、國家標準、企業標準等。汽車電子產品電磁兼容性的要求有一個顯著特點,即全球幾大品牌的汽車廠家在相關協會標準中有重要的話語權,他們都有結合自身汽車產品特性的企業標準,檢測項目全面,檢測要求更為嚴格,檢測技術研究更為深入,并且常常以自己的企業標準作為采購汽車電子產品的認證要求。目前汽車電子產品電磁兼容性協會標準主要以ISO和IEC標準為代表。其技術內容相比各大汽車廠家的要求,主要是研究有代表性、通用性和技術較為成熟的檢測項目。并且提出適用性較寬的限值要求。作為協會標準,常在各種認證要求中,作為推薦的方法參考或限值參考。國家標準,如歐盟標準、日本國家標準等,以等同采用ISO和IEC標準為主,并為各國的認證要求所使用。但是,歐美國家對于汽車電子產品的要求往往賦予法規(指令)的權力,如ECE(歐洲經濟委員會)使用法規進行認證,并且提出了認證需要的合格評定要求,即限值。另外,如EU(歐盟)使用指令、美國的DOT(美國運輸部)和EPA(美國環境保護署)使用法規,作為認證的依據和要求。
有關汽車電子產品的主要檢測項目和標準包括:輻射發射和傳導發射(CISPR 25);傳導瞬變發射(ISO 7637—2);輻射抗擾度、傳導抗擾度(ISO 11452系列標準);靜電放電抗擾度(ISO 10605);傳導瞬態抗擾度(ISO 7637系列標準)等。
國外對汽車電子產品檢測實驗室也有嚴格要求,如要想成為美國的三大汽車品牌的簽約檢測實驗室,必須通過嚴格的A2LA/AEMCLRP認證,目前國內雖然有相關外資實驗室通過該認證,但是中國本土實驗室目前還很少有能力通過AEMCLRP認證。
2 我國汽車電子產品的EMC認證現狀
國家質檢總局、國家認監委于2001年發布第33號公告《第一批實施強制性產品認證的產品目錄》,其中規定的強制性認證的汽車產品包括汽車、摩托車、汽車摩托車零部件、機動車輛輪胎和安全玻璃等。4年后,相關部門發布2005年第137號公告《實施強制性產品認證的機動車零部件產品目錄》,規定了ll類機動車零部件產品必須通過強制性產品認證。其中包括機動車燈具產品、機動車回復反射器、汽車行駛記錄儀,車身反光標識、汽車制動軟管、機動車后視鏡、機動車喇叭、汽車油箱、門鎖及門鉸鏈、內飾材料、座椅及頭枕。至此,實施強制性產品認證(CCC認證)的機動車零部件由原來的安全玻璃、安全帶、輪胎、摩托車發動機、摩托車頭盔5項增加到現在的16項。查看相關產品的實施規則,內容主要涉及機動車整車和零部件的性能指標要求和駕駛安全要求,而有關汽車電子產品的電磁兼容要求的內容卻屈指可數。
目前,我國強制認證(CCC)業務中,有關汽車和汽車電子產品的電磁兼容性發射認證項目只有兩個標準,即GB 14023《車輛、機動船和由火花點火發動機驅動的裝置的無線電騷擾特性的限值和測星方法》和GB/T 18387《電動車輛的電磁場輻射強度的限值和測量方法寬帶9 kHz~30 MHz),且這兩個標準只適用于整車的電磁兼容性要求。
汽車電子產品中電控門鎖、外部照明及光信號產品、電動座椅、防盜報警系統等產品在CCC認證范圍中,其中部分產品涉及電磁兼容性項目,但是測試項目典型狀況較少,且部分項目采用信息技術設備的技術指標要求作為汽車電子產品認證要求。例如,防盜報警系統只考核電磁場抗擾度、靜電放電抗擾度和電快速瞬變脈沖群抗擾度等項目。
歐盟、美國、日本等國家已經對汽車電子產品的電磁兼容性能提出較為完善的要求。如要求汽車電子產品的干擾指標必須保證車內無線電和其他電子產品正常工作,包括輻射發射、傳導發射、瞬態傳導發射等項目;另外要求汽車電子產品的抗干擾能力,如靜電放電、電磁場抗擾度等項目,指標要求針對汽車產品特性提出,與目前國內汽車電子產品的認證有一定差異;同時,抗干擾項目還包括多種瞬態干擾波形的模擬考核,對汽車電子產品的抗干擾能力提出更切合實際工況的要求。相比之下,我國對汽車電子產品的認證要求,并不能全面地考核汽車電子產品的電磁兼容性能。
3 我國應盡快建立汽車電子產品認證的標準體系
國內近幾年頒布了一批有關汽車電子電磁兼容性能的國家標準,內容涉及電磁兼容專業的發射和抗干擾兩大方面,覆蓋輻射發射、傳導發射、輻射抗擾度、靜電放電、傳導抗擾度等項目。
到目前為止,我國汽車電子與電磁兼容分技術委員
會(SAC/TCl 141SC29)將汽車電子產品電磁兼容國際標準轉化為國家標準的有:
·GB/T 17619--1998,機動車電子電器組件的電磁輻射抗擾性限值和測量方法;
·GBtl‘19951--2005(ISO 10605),道路車輛一靜電放電產生的電騷擾試驗方法;
·GB/T 21437.1—2008(ISO 7637一I),道路車輛由傳導和耦合引起的電騷擾第1部分:定義和一般描述;
·GIVI“21437.2---2008(ISO 7637-2),道路車輛由傳導和耦合引起的電騷擾第2部分:沿電源線的電瞬態傳導。
全國無線電干擾標準化技術委員會D分會(SAC/TC791SC3)將汽車電子產品電磁兼容國際標準轉化為國家標準的有:
·GB 18655--2002(CISPR 25:1995),用于保護車載接收機的無線電騷擾特性的限值和測量方法。
與國際標準相比,我國的汽車電子產品的電磁兼容標準體系還在完善過程中,仍有很多相關的國際標準尚待研究,并逐步轉化為國家標準。國內沒有建立應用于認證的標準體系,比如技術指標要求的選擇、考核項目的剪裁,更沒有結合國情、自主品牌的汽車性能和我國汽車電子產品的現狀。
國內汽車電子產品的電磁兼容性能存在兩極分化的情況。由于部分汽車電子產品需要出口歐美市場,必須通過相關電磁兼容法規或指令的要求,所以產品在設計之初即考慮電磁兼容問題。而部分汽車電子產品在國內供貨,且屬于后期輔助或擴展系統,沒有相關的電磁兼容認證和法規要求,產品質量堪憂,在使用過程中對汽車產品質量和人身安全會造成一定影響。
考慮上述情況,對國內汽車電子產品的電磁兼容性認證工作的前期技術研究迫在眉睫,一方面通過對該項目實施認證,在產品出口之前或在國內銷售之前,對其電磁兼容性進行控制;另一方面,通過中國品牌的認證,為中國品牌進入國際市場,與國際認證要求或汽車廠家的企業要求實現互認奠定基礎。
4關于新能源汽車的思考
新能源汽車是指采用非常規的車用燃料作為動力來源(或使用常規的車用燃料、采用新型車載動力裝置),綜合車輛的動力控制和驅動方面的先進技術,形成的技術原理先進、具有新技術和新結構的汽車。新能源汽車包括:混合動力汽車(HEV)、純電動汽車(BEV)、燃料電池汽車(FCEV)、氫發動機汽車及燃氣汽車、醇醚汽車,等等。
據有關資料介紹,在能源和環保的壓力下,新能源汽車無疑將成為未來汽車的發展方向。“十二·五”期間,我國新能源汽車將正式邁入產業化發展階段:2011—2015年開始進入產業化階段,全面推廣新能源城市客車、混合動力轎車、小型電動車。“十三·五”期間即2016—2020年,我國將進一步普及新能源汽車、多能源混合動力車。插電式電動轎車,氫燃料電池轎車將逐步進入普通家庭。
我國CCC認證的機動車輛類強制性認證實施規則,汽車產品部分中,規定了電動汽車特有項目,其中除安全要求之外,同時要求電動汽車的電磁場輻射強度應符合GB/T 18387--2001《電動車輛的電磁場輻射強度的限值和測量方法寬帶9 kHz一30 MHz))的要求(限值按SAE J551—5:1997);另外在混合動力電動汽車特有項目中,要求了動力電動汽車的安全要求。
CCC強制認證實施規則中的有關新能源汽車的電磁兼容性要求和有關新能源汽車電子產品的電磁兼容要求以及依據標準少之又少。而隨著新能源汽車的應用快速發展,國內電動汽車的生產、銷售和政府補貼規劃已開始付諸實施,那么,應用于新能源汽車的電子產品也同樣需要通過認證,相關的電磁兼容性認證要求也應滿足技術發展和市場發展的需求。
同時,國內外的標準化組織也有必要深入開展相關的電磁兼容性檢測標準研究,在現有汽車電子產品的標準研究基礎之上,研究在新能源狀態下,汽車電子產品的電磁騷擾和抗干擾能力。有關軌道交通的系列標準EN 50121,由于在電力能源車輛研究方面擁有大量的研究數據,其測試方法的設計、被測設備的工況設計、測試項目的設計,以及相關要求會對新能源汽車電子產品的電磁兼容性標準發展,提供較有價值的參考方案。
5結語
綜上所述,我國汽車電子產品認證體系的建立勢在必行,電磁兼容符合性評價更是認證中重要的一環。建議當前結合汽車電子產品特點盡快開展如下工作。
(1)認證機構利用已有的電子產品和汽車產品認證經驗,摸索和研究汽車(含新能源汽車)電子產品的認證方案,針對某一類產品開展認證摸底工作,為系統地開展汽車電子產品電磁兼容測試工作打好基礎。
(2)標準制定單位要與汽車廠家一起完善汽車(含新能源汽車)電子產品的電磁兼容標準。在研究國際標準和國外汽車廠家先進標準的同時,也要結合中國汽車產業的自身特點,盡早推出利于汽車電子產品認證的國家標準。
(3)國內檢測機構實驗室需要掌握國際先進的電磁兼容檢測手段,并且爭取獲得國外汽車廠家的實驗室認可,開展同行業之間的比對實驗和能力驗證活動;在此基礎上對國內的汽車電子產品開展系統的檢測和研究工作,積累第一手數據。
以上各方面的工作將有助于提升我國汽車電子產品的國際競爭力,獲得更廣闊的市場前景,擴大我國汽車電子產品認證在國際認證市場中的份額。
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