整車(chē)EMC測(cè)試介紹

在車(chē)載電磁環(huán)境越來(lái)越復(fù)雜的今天，EMC電磁兼容問(wèn)題越來(lái)越受到人們的重視，汽車(chē)行業(yè)對(duì)車(chē)輛制定了嚴(yán)格的電磁兼容方面的標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)試規(guī)范，首先零部件本身必須通過(guò)電磁兼容性測(cè)試，集成到整車(chē)后，整車(chē)也要通過(guò)電磁兼容性全面考核。電磁兼容性具有一票否決權(quán)，如果電磁兼容性不能滿(mǎn)足相應(yīng)法規(guī)測(cè)試要求，將導(dǎo)致產(chǎn)品不能上市，所以電磁兼容測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)顯得尤為重要。歐美發(fā)達(dá)國(guó)家十分重視對(duì)汽車(chē)電磁兼容性的研究，世界各國(guó)和相關(guān)國(guó)際性組織制定了眾多的標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)來(lái)限制汽車(chē)的電磁兼容問(wèn)題。本文將為大家介紹電磁兼容整車(chē)EMC測(cè)試的問(wèn)題。

EMC概念

EMC（Electro Magnetic Compatibility，電磁兼容性）是指設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中符合要求運(yùn)行并不對(duì)其環(huán)境中的任何設(shè)備產(chǎn)生無(wú)法忍受的電磁干擾的能力。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，EMC包括了EMI（ElectroMagnetic Interference，電磁干擾)和EMS（Electro Magnetic Susceptibility，電磁敏感性)。EMI是指設(shè)備在正常運(yùn)行過(guò)程中對(duì)所在環(huán)境產(chǎn)生的電磁干擾；EMS是指器具對(duì)所在環(huán)境中存在的電磁干擾所具有的一定程度的抗擾度。EMI是主動(dòng)性的，即對(duì)外界產(chǎn)生的干擾，EMS是被動(dòng)性的，即抵抗外界的干擾。所以對(duì)設(shè)備的EMC要求就是：減少對(duì)別人的干擾，同時(shí)自身能抵抗相當(dāng)程度的外界干擾。

整車(chē)EMC測(cè)試的重要性

隨著汽車(chē)電動(dòng)化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化的發(fā)展，以及車(chē)載無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)技術(shù)等應(yīng)用越來(lái)越廣泛，電動(dòng)汽車(chē)與復(fù)雜電磁環(huán)境間的相容性將成為未來(lái)電動(dòng)汽車(chē)電磁兼容性測(cè)試評(píng)價(jià)的一個(gè)重要趨勢(shì)，這種測(cè)試評(píng)價(jià)技術(shù)需要汽車(chē)行業(yè)和電磁兼容測(cè)試評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)緊密配合，共同研究外界電磁環(huán)境對(duì)車(chē)內(nèi)、車(chē)外系統(tǒng)的電磁兼容性問(wèn)題產(chǎn)生機(jī)理及解決方案。其中，對(duì)配置了高等級(jí)自動(dòng)駕駛功能的車(chē)型，如何對(duì)其在復(fù)雜電磁環(huán)境下的安全性進(jìn)行測(cè)試與評(píng)價(jià)，又將成為未來(lái)若干年中汽車(chē)電磁兼容發(fā)展的重中之重。

整車(chē)EMC測(cè)試
一般整車(chē)需要做以下測(cè)試，跟零部件EMC測(cè)試類(lèi)似，也包括發(fā)射測(cè)試（EMI）和抗干擾測(cè)試（EMS），對(duì)于某些整車(chē)廠還有主觀收音評(píng)價(jià)測(cè)試。

下面簡(jiǎn)單介紹一下各項(xiàng)測(cè)試：

1）主觀收音評(píng)價(jià)測(cè)試
試驗(yàn)一般要求開(kāi)展FM 頻段收音評(píng)價(jià)。試驗(yàn)可以在有合適可用電臺(tái)且收音信號(hào)良好的室外開(kāi)闊場(chǎng)地開(kāi)展。也可以在整車(chē)半電波暗室內(nèi)進(jìn)行，不過(guò)這種情況下需要模擬FM的信號(hào)才能做測(cè)試。然后測(cè)試者根據(jù)收音效果對(duì)收音機(jī)做主觀評(píng)價(jià)。

2）輻射發(fā)射（保護(hù)車(chē)外接收機(jī)）
對(duì)于國(guó)內(nèi)銷(xiāo)售的車(chē)輛輻射發(fā)射測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)為GB 14023，該測(cè)試為整車(chē)的強(qiáng)制測(cè)試項(xiàng)目，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)為CISPR12。對(duì)于ECE成員國(guó)銷(xiāo)售的車(chē)輛需要滿(mǎn)足其輻射發(fā)射的標(biāo)準(zhǔn)。在整車(chē)半電波暗室中開(kāi)展相關(guān)測(cè)試，一般采用采用采用10m 法測(cè)量。“峰值+準(zhǔn)峰值”限值要求適用于“發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行”模式的測(cè)量，“峰值+平均值”限值要求適用于“發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉”模式的測(cè)量。通常情況下車(chē)輛左右兩個(gè)側(cè)面方向均需進(jìn)行測(cè)試，且天線(xiàn)垂直和水平極化狀態(tài)均需進(jìn)行測(cè)試。由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的車(chē)輛，其“發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行”模式試驗(yàn)，多缸發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)設(shè)定為（1500±150）r/min；由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的車(chē)輛，其動(dòng)力系統(tǒng)運(yùn)行模式試驗(yàn)，應(yīng)使用轉(zhuǎn)轂系統(tǒng)，且車(chē)速應(yīng)設(shè)定為40km/h 恒速運(yùn)行。測(cè)試頻段：30MHz-1GHz。
零部件的輻射發(fā)射測(cè)試按1米法來(lái)做。

3）用于保護(hù)車(chē)載接收機(jī)的無(wú)線(xiàn)電sao擾特性的限制和測(cè)量方法
該測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)為GB-T 18655和CISPR25，試驗(yàn)應(yīng)在整車(chē)半電波暗室內(nèi)做，優(yōu)先選擇車(chē)載天線(xiàn)，sao擾電壓測(cè)量應(yīng)在接收機(jī)天線(xiàn)射頻信號(hào)輸入端進(jìn)行。測(cè)試頻段150kHz-2GHz。

4）整車(chē)車(chē)載無(wú)線(xiàn)電設(shè)備抗擾度測(cè)試
測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)ISO11451-3，測(cè)試頻段800-3000MHz，功能等級(jí)ClassA。模擬的是車(chē)載無(wú)線(xiàn)設(shè)備對(duì)整車(chē)的電磁干擾影響。將天線(xiàn)放在車(chē)輛內(nèi)外可能有無(wú)線(xiàn)設(shè)備的地方進(jìn)行測(cè)試。

5）整車(chē)自由場(chǎng)射頻抗擾度測(cè)試
測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)ISO11451，對(duì)于出口ECE 成員國(guó)的車(chē)輛需要做該測(cè)試。目前國(guó)內(nèi)暫時(shí)沒(méi)有將其作為強(qiáng)制測(cè)試項(xiàng)。隨著國(guó)家對(duì)EMC的重視，該測(cè)試項(xiàng)像RE那樣作為強(qiáng)制測(cè)試項(xiàng)是遲早的事情。試驗(yàn)車(chē)輛應(yīng)保證所有影響駕駛員對(duì)車(chē)輛進(jìn)行控制的車(chē)載系統(tǒng)均應(yīng)處于正常工作狀態(tài)，所有車(chē)載長(zhǎng)時(shí)型工作的產(chǎn)品均應(yīng)處于正常工作狀態(tài)。模擬的是車(chē)外干擾對(duì)車(chē)輛的電磁干擾。30V/m，50V/m，80V/m，因?yàn)椴皇菑?qiáng)標(biāo)，每個(gè)整車(chē)廠的要求都不太一樣。一般采用2米法，測(cè)試頻段20-2000MHz。

6）整車(chē)大電流注入試驗(yàn)
車(chē)輛BCI 性能要求不是強(qiáng)制性要求，很多整車(chē)廠不做此測(cè)試，只要在查找整車(chē)問(wèn)題時(shí)可能會(huì)用此方法來(lái)定位問(wèn)題。測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)ISO11451-4。測(cè)試頻段1-400MHz。在整車(chē)半電波暗室或電磁屏蔽室內(nèi)做都可以。

7）整車(chē)靜電放電抗擾度試驗(yàn)
測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)GB/T 19951，ISO 10605。該測(cè)試項(xiàng)一般零部件來(lái)做，放電網(wǎng)絡(luò)一般參考零部件標(biāo)準(zhǔn)。放電點(diǎn)一般包括車(chē)內(nèi)外人體能觸及的全部電器電子產(chǎn)品，以及車(chē)輛正常操作使用的按鈕、開(kāi)關(guān)、拉桿、手柄等。

以上是關(guān)于整車(chē)EMC測(cè)試的介紹，下面我們一起來(lái)看看整車(chē)EMC測(cè)試所面臨的挑戰(zhàn)和改善措施。

整車(chē)EMC測(cè)試所面臨挑戰(zhàn)

1. 高壓部件的集成化會(huì)帶來(lái)更嚴(yán)重的電磁干擾，高壓部件的電磁兼容設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)更大。帶來(lái)的挑戰(zhàn)，電磁干擾強(qiáng)度高，部件之間耦合路徑復(fù)雜。

2. 高頻化帶來(lái)的挑戰(zhàn)，使用SiC器件的高壓部件具有諸多優(yōu)勢(shì)，其中SiC更高開(kāi)關(guān)頻率使逆變器大幅小型化，但更高的開(kāi)關(guān)頻率（du/dt，di/dt）帶來(lái)更強(qiáng)的電磁傳導(dǎo)及輻射干擾，電磁兼容遇到更大挑戰(zhàn)。

3. 汽車(chē)智能與網(wǎng)聯(lián)化功能的拓展，給全面準(zhǔn)確的進(jìn)行工況模擬，探測(cè)EMC問(wèn)題帶來(lái)新的挑戰(zhàn)，因?yàn)槟壳癊MC 測(cè)試需要布置在暗室里，場(chǎng)地及測(cè)試設(shè)備的限制，如何在施加sao擾或者接收車(chē)輛部件輻射的前提下，使用模擬工況激發(fā)車(chē)輛的眾多傳感器做出貼近真實(shí)工況的反應(yīng)是目前的難點(diǎn)，而且目前應(yīng)對(duì)電磁干擾問(wèn)題，并無(wú)十分清晰的標(biāo)準(zhǔn)界定容忍程度，各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)仍在完善中。

4. EMC測(cè)試和整改均牽涉到系統(tǒng)級(jí)的改善，改善周期長(zhǎng)花費(fèi)大，給車(chē)企帶來(lái)較大成本壓力。

5. 伴隨更多電氣部件和控制功能在車(chē)輛上的集成，零部件與整車(chē)EMC標(biāo)準(zhǔn)需要交互。

整車(chē)EMC測(cè)試改善措施

1. 軟件仿真技術(shù)的進(jìn)步，提供了從高壓部件設(shè)計(jì)早期引入EMC分析，從“源頭”上優(yōu)化電磁兼容設(shè)計(jì)的新思路。

2. 線(xiàn)束布線(xiàn)及接地，信號(hào)線(xiàn)纜遠(yuǎn)離高壓網(wǎng)絡(luò)和強(qiáng)干擾源，重要控制信號(hào)采用屏蔽線(xiàn)纜傳輸，且屏蔽層做好360°搭接處理。

3. 良好結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)于EMC來(lái)說(shuō)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要盡量避免共模干擾電流流過(guò)敏感電路或高阻抗的接地路徑，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要避免額外的容性耦合或感性耦合，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要注意良好的、低阻態(tài)干擾泄放路徑。

4. 磁環(huán)與濾波器的應(yīng)用，使用主動(dòng)電磁兼容技術(shù)，例如Active EMI filter（AEF）,使用一個(gè)電感感應(yīng)共模噪聲，一個(gè)電感注入抑制噪聲，以降低濾波器的體積、重量和成本。

整車(chē)EMC測(cè)試項(xiàng)跟零部件有許多相似之處。整車(chē)EMC測(cè)試也分為對(duì)外干擾和抗干擾兩部分，從另一個(gè)方面考慮分為車(chē)內(nèi)干擾/車(chē)外干擾和車(chē)內(nèi)抗干擾/車(chē)外抗干擾兩部分。整車(chē)的EMC問(wèn)題，與零部件、接地、布線(xiàn)等有關(guān)，零部件EMC測(cè)試通過(guò)了測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)并不能保證整車(chē)EMC測(cè)試通過(guò)，零部件EMC沒(méi)過(guò)整車(chē)EMC測(cè)試也有可能過(guò)。整車(chē)EMC測(cè)試是一個(gè)系統(tǒng)問(wèn)題，需要零部件供應(yīng)商與整車(chē)廠通力合作。