많은 국가들이 자동차 표준을 개발하기 위한 국가 표준 개발 기구를 두고 있다. SAE는 미국의 국가 표준 개발 기구이다. SAE의 지상차량분과에서는 1940년대 후반까지 EMC 표준화 작업을 수행했다. SAE의 항공우주분과는 EMC 표준화 위원회를 두고 있다. 처음에는 불꽃 점화(spark ignition) 노이즈에 의한 무선 수신기에서 발생하는 팝 노이즈에 관심을 가졌다. 이 위원회는 엔진부 전기 표준화 그룹의 일부로 조직되었다. 또한 전자 시스템이 차량 전기 시스템에 도입됨에 따라 전자기 내성 문제를 담당하는 두 번째 위원회가 전기 시스템 그룹의 한 부분으로 조직되었다. 시간이 경과하면서 두 표준화 위원회는 전기 시스템 그룹 산하로 들어갔다. 2005년에 두 위원회는 노이즈 방출 및 내성, 저주파 자계, 집적회로 EMC 테스트 방법 등을 다루는 태스크 포스인 자동차 EMC 표준화 위원회로 합병되었다.
자동차 표준과 관련하여 두 개의 중요한 국제 표준화 기구인 IEC와 ISO가 존재한다. 비록 자동차 산업에 영향을 미치는 IEC 내의 기술위원회(TC)가 있긴 하지만, 주된 활동은 국제 전자파장해 특별위원회(CISPR)에서 이루어지고 있다. CISPR 산하 D 분과위원회는 차량 내 장치로부터 기인하는 차량의 무선 수신 간섭을 포함하여 자동차의 점화 시스템 및 기타 전기 시스템의 컴포넌트를 비롯하여 내연 기관에 장착된 장치로부터의 간섭에 대한 제한 및 특별한 측정 방법에 대해 국제 규격을 심의하고 제·개정하고 있다. CISPR/D 문서는 자동차 이외에 내연 기관을 이용하거나 발전기, 전기톱 등을 이용하는 산업에 적용할 수 있다.
ISO는 더 특별한 제품을 다루고 있으며, 기술위원회 22(TC22)가 자동차와 관계가 있다. CISPR/D가 차량용 무선 수신기의 보호에 관한 권한을 갖고 있기 때문에, ISO TC22는 CISPR/D와 그 활동 범위를 조정하여 문서 상 중복되지 않고 EMC 조건에 있어서 빈틈이 없도록 하고 있다. ISO TC23은 농업용 장비에 관한 표준을 다루고 있으며 TC22에서 개발된 규격을 폭넓게 도입하고 있다.
TC22 산하 분과위원회 3(SC 3)은 차량의 전자 시스템에 관한 표준을 개발하고 있으며 SC 3의 워킹그룹 3은 ISO의 자동차 EMC 문서에 관한 책임을 지고 있다. 많은 전문가들이 ISO TC22/SC3/WG3과 CISPR/D 및 그 워킹그룹에 복수로 참여하여 자신의 생각과 현안들을 공유하고 있다.
국제 표준 개발에는 통상 국가위원회(National Committee)가 대표로 참가한다. 미국에서는 의회의 위임을 받아 미국 표준 협회(ANSI)가 모든 국제적인 상업 표준 개발에 미국을 대표하고 있다.
산업계는 규제를 곧바로 다뤄야 하는 것은 아니지만, 자동차 EMC 규제는 많은 나라에서 이행되고 있으며 산업계의 생존에 직접적인 영향을 미치고 있다. 미국에는 특정 자동차 EMC 규제가 없고 FCC Part 15가 있을 뿐이다.
그러나 전송 전자(transportation electronics)는 엄격한 문서로 관리되고 있다. 미국 자동차 제조 협회(AAMA)와 FCC 간에 오랜 쟁점은 자동차 제조사들이 계속해서 J551을 만족하도록 설계하는 한 FCC가 특정 규제를 이행하지 못한다는 것이다. 시간을 끄는 동안 FCC는 무선 간섭을 일으키는 자동차에 대한 불평을 접수받지 못해 어떤 규제도 이행하지 못했다.
가장 중요한 자동차 EMC 규제는 유럽연합(EU)에서 제정한 것이다. EU 문서는 전자파 방출 및 내성 요구사항을 모두 포함하고 있으며 모든 EU 국가에서 적용되고 있다. 이것은 세계적으로 유럽 경제 공동체(European Economic Community, EEC)와 여러 국가에서 규제의 모델로 삼고 있다.

가장 중요한 규격

가장 중요한 규격은 제조사들이 준수해야만 하는 규격이다. 이것은 규제를 만족시킬 필요가 있는 최종 제품 생산업체이든 고객의 요구사항을 충족시킬 필요가 있는 컴포넌트 공급업체이든 모두 동일한 상황이다. 표준이나 규격은 제품의 의도된 사용과 그것이 판매될 국가, 차량에 장착될 것으로 예상되는 무선 수신기 형태, 차량의 중요한 전자 시스템의 존재와 고장의 결과 등을 고려해야 한다.
EMC 요구사항은 자동차 산업에서 티어1 서플라이어라고 하는 직접 공급업체들을 위해 명확하게 정의되어 있다. 일반적으로 티어 1에게 공급하는 티어 2를 위한 요구사항은 덜 명확하게 정의돼 있으며 티어 3를 위한 요구사항은 더 그럴 것이다. 이것은 모든 요구사항을 만족시키면서 가장 경제적으로 제품이 전체적으로 설계되어 효과를 거두기 위해서는 팀웍이 요구됨을 의미한다.

테스트 계획

방출 테스트와 내성 테스트에 있어서, 진행되고 있는 의미 있는 테스트를 보증하기 위해 신중하게 개발된 테스트 계획이 필요하다. 효과적인 테스트 계획을 수립하기 위해서는 테스트 대상의 설계 및 기능을 완전히 이해해야 한다. 제품 규격과 테스트 실험실을 연결하는 것이 통신 도구이다. 일부 자동차 회사들은 테스트를 하기 전에 입증된 테스트 계획을 요구하고 있다. 테스트 계획은 모든 요구사항을 자세히 포함시키고 기준 테스트 방법에 대해 어떤 변화라도 정의할 필요가 있다. 일부 사례에서는 테스트 방법을 선택할 수 있다. 이렇게 선택된 대안이나 옵션은 테스트 계획에 포함시킬 필요가 있다. SAE J1113-1은 그 부록 중에 예제 테스트 계획을 포함하고 있다.

전자파 방출 규격

CISPR 12
차량, 소형 선박, 내연 기관 - 무선 방해 특성- 오프 보드 수신기의 보호를 위한 측정 한계치와 측정 방법을 규정하고 있다.
수십 년 전으로 거슬러 올라가면, 미국과 캐나다에서는 SAE 규격을 사용하였으며 유럽에서는 주로 CISPR 규격을 사용했다. 모두가 도로 상에서 수신기를 보호하기 위해 마련된 규격이었다. 두 규격은 독립적으로 개발되어 테스트 구성과 계측 요구사항, 테스트 레벨에 있어서 뚜렷한 차이가 있었다. 집중적인 합의 노력을 통해 그 차이는 해소되었고 오늘날 전세계적으로 사용되는 공통 표준이 마련되었다. 문서는 계속해서 정교해지고 있으며 현재 기술에 적용되고 있다. 현재 제 6판이 개발되고 있으며 CISPR/D에서 CDV(Committee Document for Voting)로서 회람될 준비가 되어 있다. 투표 결과는 9월 중순 경에 CISPR 회의에서 논의될 예정이다.
이 문서의 경우 추진 장치(propulsion system)에 대해서는 구분이 없다. 즉, 내연 기관이든 전기 모터이든 또는 하이브리드이든 상관없이 적용할 수 있다. 이 문서의 주파수 측정 범위는 30∼1000 MHz이며 접지판이 없는 야외 시험장에서 테스트 구성을 정의한다. 측정 거리는 10m 또는 3m로 제한하고 있다. 안테나 높이는 10m 측정 거리에서 3m로, 3m 측정 거리에서 1.8m로 고정했다.
동조 다이폴 안테나(80 MHz 이하의 주파수 대역에서 80 MHz 길이)는 광대역 안테나와 기준 안테나를 상호 연관시키기는 방법을 제공하는 부록(informative annex)과 함께 기준 안테나로서 정의된다.최신 드래프트 판에서는 스캔 속도와 주파수 단계, 드웰 시간(dwell time), 대역폭 등을 측정하는 것에 대해 명확하게 규정하고 있다.

CISPR 25
차량, 소형 선박, 내연 기관 - 무선 방해 특성- 온 보드 수신기의 보호를 위한 측정 한계치와 측정 방법을 규정하고 있다.
이 문서는 자동차 제조사와 그 서플라이어들이 차량에 탑재된 무선에 대해 허용 가능한 수신을 제공하기 위해 차량용 전자 시스템으로부터 전자파 방출을 제어하는 데 이용하게 된다. 대략 1984년에 CISPR/D에서 이 문서에 대한 작업이 시작되었다. CISPR/D의 두 번째 워킹그룹이 이 문서를 담당하기 위해 만들어졌다. 이 문서는 완전한 차량에 대한 테스트 방법과 권고 한계치, 또 컴포넌트에 대한 여러 가지 테스트 방법과 권고 한계치를 포함하고 있다. 컴포넌트 테스트 어레이에는 전도 전압, 전도 전류, TEM 셀을 이용한 전자파 방출, 흡수체 챔버에서의 전자파 방출, 그리고 부록에서 새로운 방법으로서 스트립 라인의 전자파 방출이 포함되었다.
흡수체 챔버에서의 전자파 방출 테스트를 위해, 안테나는 1 GHz까지의 주파수에 대해 테스트 하니스의 정면에 위치시키고 1 GHz 이상의 주파수에 대해서는 DUT의 정면에 설치한다.
컴포넌트 테스트를 위해, 예제 한계치에 다섯 개의 테스트 레벨이 포함된다.
CISPR 25가 두 번째 CD(Committee Draft)로서 회람되었으며, 역시 9월 중순에 CISPR 회의에서 논의될 예정이다.

SAE J551-5
광대역, 9 kHz∼30 MHz의 측정 방법에서 전기 자동차의 성능 수준과 자계 강도 및 전계 강도의 측정 방법을 규정하고 있다.
이 문서는 전기 자동차가 개발되면서 작성되었다. 주파수 측정 범위는 9 kHz∼30 MHz이며 SAE J551-2(CISPR 12)의 요구사항을 보강할 계획이었다.
이것은 E-field와 H-field의 측정 방법을 모두 정의하고 있으며 권고 한계치를 포함하고 있다. 오늘날 이 문서는 거의 사용되지 않지만, 추가적인 하이브리드 자동차 개발로 새롭게 사용될 가능성이 있다. 이 문서에서 다루려는 대상은 대부분 온보드 무선 수신과 관계있다. 확실히 이것은 CISPR 25와 겹치며, 150 kHz에서 시작하는 주파수 스펙트럼을 포함한다.
내성 테스트 규격

SAE J1812
EMC 내성 테스트에 대한 기능상 성능 상태 등급.
제품의 내성 테스트를 효과적으로 수행하기 위해서는 의도된 성능은 물론 테스트 조건 하에서 그 성능의 허용편차를 알고 있어야 한다. 오랜 세월에 걸쳐 성능을 보증하기 위한 방법론을 개발하려는 많은 시도가 있었다.
그 중 한 가지 방법이 성능에서 관찰된 편차의 특성을 정의하는 것이다. 두 번째 방법은 테스트 환경에 대한 기능으로써 성능에서 수용할 수 있는 편차를 정의하는 것이다.
오랜 세월의 검토를 걸쳐 SAE와 ISO(TC22/SC3/WG3)는 FPSC(Function Performance Status Classification)에 대해 구두상 합의에 도달했다. 다음과 같이 4가지 상태(Status) 수준이 정의되었다.
Status Ⅰ: 테스트 중이나 테스트 후에 기능이 설계된 대로 기능한다.
Status Ⅱ: 테스트 중에 기능이 설계된 대로 기능하지 않지만 테스트 후에 자동적으로 정상 동작으로 되돌아온다.
Status Ⅲ: 테스트 중에 기능이 설계된 대로 기능하지 않으며 DUT의 턴 온/오프나 장해가 제거된 후 점화 스위치의 사이클링 등 운전자/동승자의 단순한 개입이 없이 정상 동작으로 돌아오지 않는다.
Status Ⅳ: 테스트 중이나 테스트 후에 기능이 설계된 대로 기능하지 않으며 배터리 또는 전원 장치를 분리하고 재연결하는 등의 더 폭넓은 개입 없이 적절한 동작으로 되돌릴 수 없다. 기능은 테스트의 결과로써 어떤 영구 손상도 입지 않을 것이다.
그림 1은 일반적인 이행을 설명한다.
이 개념은 시스템(모듈들)이 복잡하고 여러 가지 기능을 포함한다는 것을 인정한다. 이것들 중에는 시스템의 고유한 기능에 중요한 부분도 있고 그렇지 않은 부분도 있다. 이 개념은 다른 카테고리의 정의와 다른 테스트 수준의 적용은 물론 하나의 모듈에 상이한 기능들에 대해 다른 성능 요구사항을 요구하는 것을 인정한다. ESD 테스트에 대한 예를 표 1에 제시한다.
수 V/m의 전계 강도에서 테스트되고 있는 제품에 대해 하나의 테스트 및 성능 수준을 가지고 있다는 것은 의미가 없을 수 있다. 그러나 만일 100 V/m 정도의 전계 강도로 테스트를 한다면, RF 에너지에 대해 모듈을 강화하는 비용에 중요한 영향을 미치게 되며 더욱 종합적인 성능을 요구한다.
ISO TC22/SC3/WG3은 이 통일된 개념이 현재 개발중인 모든 문서에 포함될 것이며 문서 번호 ISO 7637, 11451, 11452의 Part 1(일반적인 정보와 정의)에 가능한 한 빨리 이 개념을 포함시키기 위해 개정할 것이라는 결정을 내렸다.

AEM_Automotive Electronics Magazine