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電磁兼容-汽車開發(fā)的關(guān)鍵一環(huán)
1. 什么是汽車電磁兼容?
電磁兼容，即Electro Magnetic Compatibility，簡(jiǎn)稱為EMC，是指車輛或零部件在其電磁環(huán)境中可以令人滿意的工作，又對(duì)在同一環(huán)境中工作的其他用電設(shè)備不造成干擾。
EMC包括兩個(gè)方面的要求：
電磁騷擾（EMI）：指設(shè)備在正常運(yùn)行過程中對(duì)所在環(huán)境產(chǎn)生的電磁騷擾不能超過一定的限值；
電磁敏感度（EMS）：指設(shè)備對(duì)所在環(huán)境中存在的電磁騷擾具有一定程度的抗擾度，即電磁敏感性。
2. 為什么要關(guān)注EMC ?
曾經(jīng)我們以為汽車*怕電磁干擾的是收音機(jī)，*大可能釋放電磁干擾的部件是發(fā)動(dòng)機(jī)。但隨著汽車的各種功能的發(fā)展，汽車電子元件越來越多，現(xiàn)在一輛優(yōu)異的乘用轎車全車電子元件甚至可以達(dá)到200個(gè)，因此汽車受電磁干擾的影響也越來越大，產(chǎn)生的電磁干擾也越來越強(qiáng)。于是汽車的電磁兼容從此被當(dāng)作了非常重要的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。
并且隨著汽車電氣化智能化的需求越來越高，電磁兼容已經(jīng)成為汽車尤其是新能源汽車設(shè)計(jì)生產(chǎn)不可回避的關(guān)鍵問題之一：新能源汽車使用電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)車輛，在車輛充電和放電過程中，大功率半導(dǎo)體開關(guān)器件動(dòng)作會(huì)引起高電壓、大電流的突變，從而發(fā)出強(qiáng)烈的電磁干擾。如果電磁輻射過大，就有可能引起自身或周圍電子設(shè)備的功能失效或誤動(dòng)作，甚至燒毀或擊穿元器件，對(duì)我們的日常生活和車輛的**行駛造成嚴(yán)重影響；而同樣如果車輛自身的抗干擾不足，車輛在行駛過程中也會(huì)存在極大的**隱患。
3. 電磁干擾三要素
構(gòu)成干擾的三要素：
電磁騷擾源：有的來自汽車自身，比如點(diǎn)火系統(tǒng)中的點(diǎn)火線圈、火花塞、高壓線等；車內(nèi)電器的開關(guān)接通或斷開引起電流、電壓以及磁場(chǎng)的變化；有的則來自汽車外，如高壓輸電線、高壓變電站、廣播信號(hào)發(fā)射機(jī)等電磁干擾；還有的則來自自然界，雷電、太陽(yáng)輻射...
傳播途徑：汽車上的電磁干擾傳播途徑主要有沿著導(dǎo)線直接傳導(dǎo)和通過空間輻射兩種方式，即傳導(dǎo)干擾和輻射干擾。
1）傳導(dǎo)干擾就是電磁干擾通過導(dǎo)線傳輸，即通過設(shè)備的信號(hào)線、控制線、電源線等干擾車內(nèi)電子電氣元件的正常運(yùn)行。由于汽車和外界沒有直接的電路連接關(guān)系，所以傳導(dǎo)干擾基本上都是由車載電子電器部件引起的，電池充放電過程中，大功率開關(guān)管的開閉引起的電流電壓突變常常會(huì)造成極大的傳導(dǎo)干擾。
2）輻射干擾的實(shí)質(zhì)是電磁干擾源的電磁能量以場(chǎng)的形式向四周空間傳播。汽車上的電磁場(chǎng)強(qiáng)既包括車載電子、電器輻射，又包括外界電磁輻射。電磁輻射干擾的傳輸路徑非常復(fù)雜，既可以直接輻射到電子、電器上，又可以先輻射到線束上然后再以傳導(dǎo)干擾的方式進(jìn)入電子、電器。
電磁敏感設(shè)備：因遭受電磁干擾而可能偏離其正常工作狀態(tài)的電子電器裝置就是電磁敏感設(shè)備。在汽車電控系統(tǒng)中，由于半導(dǎo)體邏輯器件對(duì)電磁干擾的敏感度較高，加之汽車線束與某些高場(chǎng)強(qiáng)頻段的波長(zhǎng)可以比擬，使得大量車載電子、電器零部件同時(shí)也成為了電磁敏感設(shè)備。
想要有良好的電磁兼容性，就要從騷擾源、傳播途徑、敏感設(shè)備這三方面入手。
4. 汽車電磁兼容現(xiàn)狀
目前汽車EMC標(biāo)準(zhǔn)體系上可以分為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)體系如ISO、 IEC、 CISPR等，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)體系如ANSI、 DIN、GB等、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系如EMC-CS-2009、 GMW-3097等、地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)體系如歐盟的ECE法規(guī)/EEC指令等。
整車-內(nèi)燃機(jī)車
| 國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn) | 參考標(biāo)準(zhǔn) | 試驗(yàn)類別 | 測(cè)試內(nèi)容 | 公告 |
| GB 14023-2011 | CISPR 12-2009 | 騷擾30MHz~1GHz | 汽車無(wú)線電騷擾特性 | 是 |
| GB 34660-2017 | ECE R10 |
騷擾30MHz~1GHz 抗擾20MHz~2GHz |
車輛寬帶窄帶輻射發(fā)射/車輛輻射抗擾度測(cè)試 | 是 |
| GB/T 18655-2018 | CISPR 25-2016 | 騷擾150kHz~2.5GHz | 整車車載天線接收到的發(fā)射測(cè)量 | 否 |
| GB/T 33012-2016 | ISO 11451-2005 | 抗擾10kHz~18GHz | 車輛對(duì)窄帶電磁輻射的抗擾性測(cè)試 | 否 |
| GB/T19951-2019 | ISO 10605-2008 | 靜電放電抗擾 | 整車靜電放電抗擾性能測(cè)試 | 否 |
整車-電動(dòng)車
| GB/T 18387-2017 | SAE J551-5：2012 | 騷擾150kHZ~30MHz | 車輛電場(chǎng)和磁場(chǎng)輻射發(fā)射測(cè)試 | 是 |
| GB 34660-2017 | ECE R10 |
騷擾30MHz~1GHz 抗擾20MHz~2GHz |
車輛寬帶窄帶輻射發(fā)射/車輛輻射抗擾度測(cè)試 | 是 |
| GB/T 40428-2021 | ECER-10.04/05 | 騷擾，抗擾 | 電動(dòng)汽車傳導(dǎo)充電電磁兼容性要求和試驗(yàn)方法 | 否 |
零部件-內(nèi)燃機(jī)車
| GB 34660-2017 | ECE R 10 |
騷擾30MHz~1GHz 抗擾10kHz~18GHz |
零部件的寬窄帶電磁輻射測(cè)試、零部件瞬態(tài)傳導(dǎo)發(fā)射測(cè)試、零部件的輻射抗擾測(cè)試、零部件對(duì)沿電源線瞬態(tài)傳導(dǎo)抗擾測(cè)試 | 否 |
| GB/T 17619-1998 | 98/54/EC中零部件內(nèi)容 | 抗擾20MHz~1GHz | 零部件輻射抗擾測(cè)試 | 否 |
| GB/T 33014-2016 | ISO 11452-2005 | 抗擾10kHz | 零部件窄帶輻射電磁抗擾測(cè)試 | 否 |
| GB/T 21437.2-2008 | ISO 7637-2:2004 | 騷擾、抗擾 | 電源線的瞬態(tài)傳導(dǎo)發(fā)射測(cè)試、沿電源線的瞬態(tài)傳導(dǎo)抗擾測(cè)試 | 否 |
| GB/T 21437.3-2012 | ISO 7637-3:2007 | 抗擾 | 除電源線外導(dǎo)線瞬態(tài)傳導(dǎo)抗擾測(cè)試 | 否 |
| GB/T 19951-2019 | ISO 10605-2008 | 靜電放電抗擾測(cè)試 | 零部件靜電放電抗擾度測(cè)試 | 否 |
| GB/T 18655-2018 | CISPR 25-2016 | 騷擾150kHz~2.5GHz | 零部件輻射發(fā)射測(cè)試、零部件傳導(dǎo)發(fā)射測(cè)試 | 否 |
| GB/T 22630-2008 | - | 騷擾、抗擾 | 車載音視頻設(shè)備電磁兼容要求和測(cè)量方法 | 否 |
零部件-電動(dòng)車
|
GB/T 17619 GB/T 18655 |
- | 騷擾、抗擾 | 公告要求按照GB/T 17619、GB/T 18655測(cè)試ABS系統(tǒng)騷擾和抗擾限值 | 是 |
| GB 26149-2017 | ECE R 10 | 騷擾、抗擾 | 規(guī)定胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)性能要求與測(cè)試方法；EMC測(cè)試滿足ECE R10關(guān)于電氣電子要求 | 否 |
| GB/T 30513-2014 | - | 騷擾、抗擾 | GB/T17619自由場(chǎng)法30V/M施加于運(yùn)行的BMCS；GB21437.2車載電源供電控制器、接收器模塊測(cè)試；輻射測(cè)試GB/T18655；靜電測(cè)試 | 否 |
| GB/T 19386-2019 | IEC 784 | 騷擾、抗擾 | 按照GBT18655、GBT17619測(cè)試車輛在行駛過程中儀器儀表騷擾和抗擾限值 | 否 |
| GB/T36282-2018 | - | 騷擾30MHz~1GHz抗擾20MHz~1GHz | 電機(jī)系統(tǒng)寬窄帶電磁輻射測(cè)試；輻射抗擾度測(cè)試；電源線瞬態(tài)傳導(dǎo)抗擾度測(cè)試 | 否 |
| GB/T24347-2021 | - | 騷擾、抗擾 | 規(guī)定DCDC變換器電氣性能參數(shù) | 否 |
| GB/T 40432-2021 | - | 騷擾、抗擾 | 規(guī)定OBC基本構(gòu)成、電氣參數(shù)、實(shí)驗(yàn)方法、EMC測(cè)試參考標(biāo)準(zhǔn) | 否 |
|
GB/T 18655 GB/T 19551 |
ISO 11452 ISO 7637 |
騷擾、抗擾 | BMS非電源線的傳導(dǎo)抗擾測(cè)試；輻射發(fā)射和抗擾測(cè)試；電源線瞬態(tài)傳導(dǎo)發(fā)射、抗擾測(cè)試；靜電放電抗擾測(cè)試；磁場(chǎng)抗擾度測(cè)試 | 否 |
| GB/T 40433-2021 | - | 騷擾、抗擾 | 電動(dòng)汽車用混合電源的技術(shù)要求和試驗(yàn)方法 | 否 |
| GB/T 18487.3-2001 | IEC 61851-2-2/ IEC 61851-2-3 | 騷擾、抗擾 | 規(guī)定了電動(dòng)汽車交直流充電設(shè)備電氣參數(shù)，并給出器EMC測(cè)試方法 | 否 |
| GB/T 18487.2-2017 | IEC 61851-2-1 | 騷擾、抗擾 | 非車載傳導(dǎo)充電設(shè)備測(cè)試電源端口、有線網(wǎng)絡(luò)端口、信號(hào)控制端口、外殼端口、CPT端口EMC指標(biāo) | 否 |
5. 現(xiàn)代汽車EMC
作為現(xiàn)代汽車的一枚“攻城獅”，也想借此簡(jiǎn)單談?wù)勎覀兊腅MC。現(xiàn)代汽車很早就開始了自己的新能源布局，北京現(xiàn)代是靠前能生產(chǎn)純電、插電混動(dòng)和油電混動(dòng)的合資企業(yè)。近年來在國(guó)內(nèi)陸續(xù)上市的菲斯塔純電動(dòng)、昂希諾純電動(dòng)、領(lǐng)動(dòng)插電混動(dòng)等都收獲了不錯(cuò)的口碑。而基于現(xiàn)代汽車集團(tuán)全新電動(dòng)車平臺(tái)E-GMP打造的現(xiàn)代IONIQ5和起亞EV6一經(jīng)推出就贏得全球贊譽(yù)，IONIQ5在預(yù)售當(dāng)天在韓國(guó)本土斬獲創(chuàng)紀(jì)錄的20000+訂單，在歐洲超過10000位消費(fèi)者**時(shí)間簽署了預(yù)購(gòu)協(xié)議；起亞EV6在開啟預(yù)售40多天內(nèi)就斬獲30000+的訂單，充分體現(xiàn)了現(xiàn)代汽車在新能源領(lǐng)域的綜合實(shí)力，而這與現(xiàn)代汽車在設(shè)計(jì)研發(fā)階段的超凡想象和嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)息息相關(guān)。
拿EMC來說，作為一種消費(fèi)者看不見摸不著的“良心測(cè)試”，現(xiàn)代汽車在純電、混動(dòng)車輛以及電機(jī)、充電系統(tǒng)等都有詳盡而嚴(yán)格的公司內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)，而且公司內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)超法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，在研發(fā)過程中，研發(fā)人員在設(shè)計(jì)驗(yàn)證EMC的過程中，在滿足國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，也必須滿足公司內(nèi)部的標(biāo)準(zhǔn)。因此在平時(shí)談?wù)撈嚂r(shí)，消費(fèi)者雖然很少提及EMC，但我們的EMC工程師在背后都默默付出了極大的努力去設(shè)計(jì)、測(cè)試和整改，只為了給消費(fèi)者*上等，***的駕駛體驗(yàn)。
