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电磁兼容-汽车开发的关键一环

日期:2022-01-31 14:26
浏览次数:4
摘要: 1. 什么是汽车电磁兼容? 电磁兼容,即Electro Magnetic Compatibility,简称为EMC,是指车辆或零部件在其电磁环境中可以令人满意的工作,又对在同一环境中工作的其他用电设备不造成干扰。 EMC包括两个方面的要求: 电磁骚扰(EMI):指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁骚扰不能超过一定的限值; 电磁敏感度(EMS):指设备对所在环境中存在的电磁骚扰具有一定程度的抗扰度,即电磁敏感性。 2. 为什么要关注EMC ? 曾经我们以为汽车*怕电磁干扰的是收音机,*大可能释放电磁干...

1. 什么是汽车电磁兼容?

电磁兼容,即Electro Magnetic Compatibility,简称为EMC,是指车辆或零部件在其电磁环境中可以令人满意的工作,又对在同一环境中工作的其他用电设备不造成干扰。

EMC包括两个方面的要求:

电磁骚扰(EMI):指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁骚扰不能超过一定的限值;

电磁敏感度(EMS):指设备对所在环境中存在的电磁骚扰具有一定程度的抗扰度,即电磁敏感性。

2. 为什么要关注EMC ?

曾经我们以为汽车*怕电磁干扰的是收音机,*大可能释放电磁干扰的部件是发动机。但随着汽车的各种功能的发展,汽车电子元件越来越多,现在一辆优异的乘用轿车全车电子元件甚至可以达到200个,因此汽车受电磁干扰的影响也越来越大,产生的电磁干扰也越来越强。于是汽车的电磁兼容从此被当作了非常重要的评价标准。

并且随着汽车电气化智能化的需求越来越高,电磁兼容已经成为汽车尤其是新能源汽车设计生产不可回避的关键问题之一:新能源汽车使用电驱动系统驱动车辆,在车辆充电和放电过程中,大功率半导体开关器件动作会引起高电压、大电流的突变,从而发出强烈的电磁干扰。如果电磁辐射过大,就有可能引起自身或周围电子设备的功能失效或误动作,甚至烧毁或击穿元器件,对我们的日常生活和车辆的安全行驶造成严重影响;而同样如果车辆自身的抗干扰不足,车辆在行驶过程中也会存在极大的安全隐患。

3. 电磁干扰三要素

构成干扰的三要素:

电磁骚扰源:有的来自汽车自身,比如点火系统中的点火线圈、火花塞、高压线等;车内电器的开关接通或断开引起电流、电压以及磁场的变化;有的则来自汽车外,如高压输电线、高压变电站、广播信号发射机等电磁干扰;还有的则来自自然界,雷电、太阳辐射...

传播途径:汽车上的电磁干扰传播途径主要有沿着导线直接传导和通过空间辐射两种方式,即传导干扰和辐射干扰。

1)传导干扰就是电磁干扰通过导线传输,即通过设备的信号线、控制线、电源线等干扰车内电子电气元件的正常运行。由于汽车和外界没有直接的电路连接关系,所以传导干扰基本上都是由车载电子电器部件引起的,电池充放电过程中,大功率开关管的开闭引起的电流电压突变常常会造成极大的传导干扰。

2)辐射干扰的实质是电磁干扰源的电磁能量以场的形式向四周空间传播。汽车上的电磁场强既包括车载电子、电器辐射,又包括外界电磁辐射。电磁辐射干扰的传输路径非常复杂,既可以直接辐射到电子、电器上,又可以先辐射到线束上然后再以传导干扰的方式进入电子、电器。

电磁敏感设备:因遭受电磁干扰而可能偏离其正常工作状态的电子电器装置就是电磁敏感设备。在汽车电控系统中,由于半导体逻辑器件对电磁干扰的敏感度较高,加之汽车线束与某些高场强频段的波长可以比拟,使得大量车载电子、电器零部件同时也成为了电磁敏感设备。

想要有良好的电磁兼容性,就要从骚扰源、传播途径、敏感设备这三方面入手。

4. 汽车电磁兼容现状

目前汽车EMC标准体系上可以分为国际标准体系如ISO、 IEC、 CISPR等,国家标准体系如ANSI、 DIN、GB等、企业标准体系如EMC-CS-2009、 GMW-3097等、地区标准体系如欧盟的ECE法规/EEC指令等。

整车-内燃机车

国内标准 参考标准 试验类别 测试内容 公告
GB 14023-2011 CISPR 12-2009 骚扰30MHz~1GHz 汽车无线电骚扰特性
GB 34660-2017 ECE R10 骚扰30MHz~1GHz
抗扰20MHz~2GHz
车辆宽带窄带辐射发射/车辆辐射抗扰度测试
GB/T 18655-2018 CISPR 25-2016 骚扰150kHz~2.5GHz 整车车载天线接收到的发射测量
GB/T 33012-2016 ISO 11451-2005 抗扰10kHz~18GHz 车辆对窄带电磁辐射的抗扰性测试
GB/T19951-2019 ISO 10605-2008 静电放电抗扰 整车静电放电抗扰性能测试


整车-电动车

GB/T 18387-2017 SAE J551-5:2012 骚扰150kHZ~30MHz 车辆电场和磁场辐射发射测试
GB 34660-2017 ECE R10 骚扰30MHz~1GHz
抗扰20MHz~2GHz
车辆宽带窄带辐射发射/车辆辐射抗扰度测试
GB/T 40428-2021 ECER-10.04/05 骚扰,抗扰 电动汽车传导充电电磁兼容性要求和试验方法

零部件-内燃机车

GB 34660-2017 ECE R 10 骚扰30MHz~1GHz
抗扰10kHz~18GHz
零部件的宽窄带电磁辐射测试、零部件瞬态传导发射测试、零部件的辐射抗扰测试、零部件对沿电源线瞬态传导抗扰测试
GB/T 17619-1998 98/54/EC中零部件内容 抗扰20MHz~1GHz 零部件辐射抗扰测试
GB/T 33014-2016 ISO 11452-2005 抗扰10kHz 零部件窄带辐射电磁抗扰测试
GB/T 21437.2-2008 ISO 7637-2:2004 骚扰、抗扰 电源线的瞬态传导发射测试、沿电源线的瞬态传导抗扰测试
GB/T 21437.3-2012 ISO 7637-3:2007 抗扰 除电源线外导线瞬态传导抗扰测试
GB/T 19951-2019 ISO 10605-2008 静电放电抗扰测试 零部件静电放电抗扰度测试
GB/T 18655-2018 CISPR 25-2016 骚扰150kHz~2.5GHz 零部件辐射发射测试、零部件传导发射测试
GB/T 22630-2008 - 骚扰、抗扰 车载音视频设备电磁兼容要求和测量方法

零部件-电动车

GB/T 17619
GB/T 18655
- 骚扰、抗扰 公告要求按照GB/T 17619、GB/T 18655测试ABS系统骚扰和抗扰限值
GB 26149-2017 ECE R 10 骚扰、抗扰 规定胎压监测系统性能要求与测试方法;EMC测试满足ECE R10关于电气电子要求
GB/T 30513-2014 - 骚扰、抗扰 GB/T17619自由场法30V/M施加于运行的BMCS;GB21437.2车载电源供电控制器、接收器模块测试;辐射测试GB/T18655;静电测试
GB/T 19386-2019 IEC 784 骚扰、抗扰 按照GBT18655、GBT17619测试车辆在行驶过程中仪器仪表骚扰和抗扰限值
GB/T36282-2018 - 骚扰30MHz~1GHz抗扰20MHz~1GHz 电机系统宽窄带电磁辐射测试;辐射抗扰度测试;电源线瞬态传导抗扰度测试
GB/T24347-2021 - 骚扰、抗扰 规定DCDC变换器电气性能参数
GB/T 40432-2021 - 骚扰、抗扰 规定OBC基本构成、电气参数、实验方法、EMC测试参考标准
GB/T 18655
GB/T 19551
ISO 11452
ISO 7637
骚扰、抗扰 BMS非电源线的传导抗扰测试;辐射发射和抗扰测试;电源线瞬态传导发射、抗扰测试;静电放电抗扰测试;磁场抗扰度测试
GB/T 40433-2021 - 骚扰、抗扰 电动汽车用混合电源的技术要求和试验方法
GB/T 18487.3-2001 IEC 61851-2-2/ IEC 61851-2-3 骚扰、抗扰 规定了电动汽车交直流充电设备电气参数,并给出器EMC测试方法
GB/T 18487.2-2017 IEC 61851-2-1 骚扰、抗扰 非车载传导充电设备测试电源端口、有线网络端口、信号控制端口、外壳端口、CPT端口EMC指标

5. 现代汽车EMC

作为现代汽车的一枚“攻城狮”,也想借此简单谈谈我们的EMC。现代汽车很早就开始了自己的新能源布局,北京现代是靠前能生产纯电、插电混动和油电混动的合资企业。近年来在国内陆续上市的菲斯塔纯电动、昂希诺纯电动、领动插电混动等都收获了不错的口碑。而基于现代汽车集团全新电动车平台E-GMP打造的现代IONIQ5和起亚EV6一经推出就赢得全球赞誉,IONIQ5在预售当天在韩国本土斩获创纪录的20000+订单,在欧洲超过10000位消费者**时间签署了预购协议;起亚EV6在开启预售40多天内就斩获30000+的订单,充分体现了现代汽车在新能源领域的综合实力,而这与现代汽车在设计研发阶段的超凡想象和严格标准息息相关。


拿EMC来说,作为一种消费者看不见摸不着的“良心测试”,现代汽车在纯电、混动车辆以及电机、充电系统等都有详尽而严格的公司内部标准,而且公司内部标准远超法规标准,在研发过程中,研发人员在设计验证EMC的过程中,在满足国内标准的同时,也必须满足公司内部的标准。因此在平时谈论汽车时,消费者虽然很少提及EMC,但我们的EMC工程师在背后都默默付出了极大的努力去设计、测试和整改,只为了给消费者*上等,*安全的驾驶体验。

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