重慶車(chē)檢院劉青松：電動(dòng)汽車(chē)EMC問(wèn)題整改及正向開(kāi)發(fā)

點(diǎn)擊數(shù)：32952017-12-15 09:23:34　來(lái)源: 重慶哥爾摩科技有限公司、電波暗室、電磁兼容暗室、汽車(chē)電子暗室、EMI系統(tǒng)測(cè)試、EMS系統(tǒng)測(cè)試、EMC測(cè)試附件、EMC測(cè)試天線

由電動(dòng)汽車(chē)資源網(wǎng)與重慶車(chē)輛檢測(cè)研究院有限公司聯(lián)合主辦的“2017中國(guó)新能源汽車(chē)測(cè)試評(píng)價(jià)技術(shù)發(fā)展高峰論壇”上，重慶車(chē)輛檢測(cè)研究院汽車(chē)電子部部長(zhǎng)、博士劉青松從電動(dòng)汽車(chē)電磁兼容(EMC)問(wèn)題、電動(dòng)汽車(chē)與傳統(tǒng)汽車(chē)的EMC標(biāo)準(zhǔn)、電動(dòng)汽車(chē)EMC問(wèn)題整改、開(kāi)展車(chē)輛EMC測(cè)試研發(fā)的基礎(chǔ)、汽車(chē)EMC性能正向開(kāi)發(fā)五大方面系統(tǒng)闡述了電動(dòng)汽車(chē)EMC問(wèn)題。

汽車(chē)的機(jī)動(dòng)性決定它會(huì)行駛在不同的電磁環(huán)境，而隨著車(chē)載電子電器設(shè)備數(shù)量和種類越來(lái)越多，工作頻率不斷提高，相互間干擾越來(lái)越大。對(duì)電動(dòng)汽車(chē)來(lái)說(shuō)，其動(dòng)力源、驅(qū)動(dòng)電機(jī)及控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)車(chē)輛差異較大，工作電壓高、電流大，所以電磁環(huán)境更惡劣。

在接入外部電網(wǎng)充電時(shí)，其電磁騷擾可能會(huì)降低電網(wǎng)電能質(zhì)量，EMC問(wèn)題還可能影響到電動(dòng)汽車(chē)的安全駕駛，引起駕駛?cè)藛T對(duì)自身健康的擔(dān)憂或抱怨。

電動(dòng)汽車(chē)資源網(wǎng)整理劉青松演講的主要內(nèi)容如下：

一、電動(dòng)汽車(chē)電磁兼容問(wèn)題

1.汽車(chē)EMC的定義

EMC：車(chē)輛或零部件或獨(dú)立技術(shù)單元在其電磁環(huán)境中能令人滿意地工作，又不對(duì)該環(huán)境中任何事物造成不應(yīng)有的電磁騷擾的能力。即在汽車(chē)及其周?chē)臻g中，在一定時(shí)間內(nèi)（運(yùn)行的時(shí)間），在可用的頻譜資源條件下，汽車(chē)本身及其周?chē)挠秒娫O(shè)備可以共存，相互間不致引起降級(jí)的狀況。

EMC涉及電磁干擾（EMI）和電磁抗干擾（EMS）兩項(xiàng)內(nèi)容。

2.車(chē)輛行駛中EMC問(wèn)題的表現(xiàn)形式

（1）某轎車(chē)ABS裝置誤觸發(fā)的問(wèn)題；

（2）某豪華客車(chē)電控門(mén)自動(dòng)打開(kāi)的現(xiàn)象；

（3）柴油客車(chē)在雷達(dá)站附近自動(dòng)熄火的現(xiàn)象；

（4）某混合動(dòng)力客車(chē)的電磁騷擾現(xiàn)象；

（5）銷(xiāo)售到澳門(mén)的某客車(chē)被投訴的問(wèn)題。

劉青松表示，由于電磁場(chǎng)/波信號(hào)看不見(jiàn)、聞不到、摸不著、聽(tīng)不著，令人難以察覺(jué)和防范，一旦干擾信號(hào)消失，車(chē)輛行駛就恢復(fù)正常，所以容易被誤認(rèn)為是其它方面造成的問(wèn)題。

他表示，前兩個(gè)例子是車(chē)內(nèi)部件干擾，引起整車(chē)的問(wèn)題，第三個(gè)例子是車(chē)外的干擾引發(fā)的整車(chē)問(wèn)題。

3.試驗(yàn)過(guò)程中EMC問(wèn)題案例

劉青松舉出多個(gè)電動(dòng)汽車(chē)在試驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)EMC問(wèn)題的案例。如，某純電動(dòng)車(chē)在做出口認(rèn)證寬帶輻射騷擾試驗(yàn)時(shí)，出現(xiàn)不同荷電狀態(tài)下，對(duì)外發(fā)射的電磁騷擾電平不一致；某純電動(dòng)客車(chē)在做出口認(rèn)證輻射抗干擾測(cè)試時(shí)出現(xiàn)組合儀表液晶屏閃爍，雙氣壓表顯示柱上下竄動(dòng)；某純電動(dòng)客車(chē)在進(jìn)行輻射抗干擾試驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)車(chē)內(nèi)監(jiān)控?cái)z像頭閃爍中斷，空調(diào)控制器面板閃爍，停止工作等故障；某電動(dòng)車(chē)在試驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)CAN通訊信號(hào)被干擾的現(xiàn)象。

二、電動(dòng)汽車(chē)與傳統(tǒng)汽車(chē)的EMC標(biāo)準(zhǔn)

1.車(chē)輛EMC標(biāo)準(zhǔn)化組織

目前國(guó)際化標(biāo)準(zhǔn)主要有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織、道路車(chē)輛技術(shù)委員會(huì)、電子電氣技術(shù)委員會(huì)、電磁干擾工作組（ISO/TC22/SC3/WG3）；歐洲共同體 ECE、歐盟 EEC、美國(guó)汽車(chē)工程師協(xié)會(huì) SAE；我國(guó)有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì) SAC、全國(guó)汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì) SAC/TC114、汽車(chē)電子與電磁兼容分標(biāo)委SC29、電動(dòng)車(chē)輛分標(biāo)委SC27。

2.汽車(chē)EMC性能的測(cè)試評(píng)價(jià)項(xiàng)目

劉青松介紹，汽車(chē)EMC性能測(cè)試評(píng)價(jià)項(xiàng)目包括整車(chē)和零部件。整車(chē)主要包括輻射發(fā)射、輻射抗擾度、靜電放電項(xiàng)目；零部件包括輻射發(fā)射、傳導(dǎo)發(fā)射、輻射抗擾度、傳導(dǎo)抗擾度、靜電放電項(xiàng)目。

劉青松介紹，國(guó)內(nèi)部分整車(chē)廠家（長(zhǎng)安、福田、宇通、比亞迪等）已意識(shí)到對(duì)車(chē)載電子電器部件EMC性能進(jìn)行測(cè)試評(píng)價(jià)的必要性，并建立起企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量管控體系，對(duì)電子電器部件的EMC性能執(zhí)行第三方強(qiáng)制性試驗(yàn)評(píng)價(jià)要求。

三、電動(dòng)汽車(chē)EMC問(wèn)題整改

1.汽車(chē)行業(yè)EMC問(wèn)題的現(xiàn)狀

劉青松表示，大多數(shù)企業(yè)對(duì)EMC了解不夠，在新產(chǎn)品的研發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)未考慮EMC問(wèn)題，只知道哪些頻率點(diǎn)/段“超標(biāo)”了，但電磁騷擾是從哪里來(lái)的，是如何產(chǎn)生和傳播的并不清楚。同時(shí)，企業(yè)缺乏EMC設(shè)計(jì)人員和分析測(cè)試的設(shè)備設(shè)施。

他介紹，由于車(chē)輛工況頻繁變化、整車(chē)電氣部件種類多、連接線纜繁雜和車(chē)身結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，電器部件相互之間聯(lián)系密切，往往很難判斷電磁騷擾信號(hào)的具體來(lái)源，需要花費(fèi)大量時(shí)間來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)排查和定位分析。

2.EMC問(wèn)題整改思路

劉青松表示，解決電磁電路問(wèn)題，要在確定騷擾源、耦合通道后，根據(jù)各個(gè)騷擾源的安裝位置、線束走向以及騷擾源的工作特性等，綜合采用接地、屏蔽、濾波等技術(shù)措施，或切斷騷擾傳播路徑，或降低騷擾信號(hào)電平等，或提高敏感設(shè)備的抗干擾能力，以期降低騷擾能量。

3.整改材料及工具

劉青松介紹，EMC整改需要用到濾波器、屏蔽設(shè)備、分析整改工具、診斷測(cè)試工具、分析儀、焊接設(shè)備等。

隨后，劉青松介紹了多個(gè)電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)EMC與零部件EMC整改案例。整車(chē)主要對(duì)電磁干擾和電磁兼容問(wèn)題進(jìn)行整改；零部件的EMC整改涉及電子燃油泵、ABS產(chǎn)品、車(chē)載電子路牌、刮水器電機(jī)、DC/DC變換器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和控制器等電磁干擾。

四、開(kāi)展車(chē)輛EMC測(cè)試研發(fā)的基礎(chǔ)

劉青松認(rèn)為，人才隊(duì)伍是車(chē)輛EMC測(cè)試研發(fā)的基礎(chǔ)，但大部分整車(chē)企業(yè)缺乏一支專業(yè)的人才隊(duì)伍。

其次，進(jìn)行整車(chē)與零部件測(cè)試，必須具備能夠進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬測(cè)試的電波暗室。劉青松建議，如果是零部件測(cè)試，暗室3米左右就夠了。

第三，進(jìn)行瞬態(tài)項(xiàng)目、傳導(dǎo)項(xiàng)目、脈沖只需要一個(gè)屏蔽室就可以進(jìn)行測(cè)試，不一定要暗室。

第四，針對(duì)高壓網(wǎng)絡(luò)、電動(dòng)車(chē)傳導(dǎo)、充電樁以及納米脈沖等需要其他專用儀器設(shè)備。

五、汽車(chē)EMC性能正向開(kāi)發(fā)

1.行業(yè)EMC正向開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀

劉青松介紹，目前行業(yè)EMC正向開(kāi)發(fā)面臨著不少問(wèn)題，主要表現(xiàn)為：EMC開(kāi)發(fā)工作主要由電裝/電氣工程師實(shí)施，缺乏專業(yè)的EMC工程師；車(chē)載電子電器部件EMC設(shè)計(jì)和整車(chē)EMC設(shè)計(jì)脫節(jié)，缺乏相互間的協(xié)作；企業(yè)普遍沒(méi)有EMC正向開(kāi)發(fā)管控流程，缺乏專業(yè)的EMC設(shè)計(jì)評(píng)審體系；大多數(shù)企業(yè)采用整改樣車(chē)的方式，使得產(chǎn)品通過(guò)率低，測(cè)試成本和時(shí)間成本高，產(chǎn)品一致性存在問(wèn)題。

2.解決EMC問(wèn)題的方法

劉青松表示，從國(guó)外的發(fā)展經(jīng)歷來(lái)說(shuō)，解決EMC問(wèn)題主要分為三個(gè)階段：

（1）問(wèn)題解決法：先研制產(chǎn)品，然后針對(duì)樣車(chē)試驗(yàn)中出現(xiàn)的電磁干擾問(wèn)題，再采用相關(guān)電磁干擾抑制技術(shù)去逐個(gè)解決。

（2）規(guī)范法：按照產(chǎn)品需滿足的EMC標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行相關(guān)零部件和整車(chē)的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)。

（3）系統(tǒng)法：利用計(jì)算機(jī)和數(shù)值計(jì)算技術(shù)根據(jù)預(yù)測(cè)程序針對(duì)某個(gè)特定系統(tǒng)或產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行電磁兼容預(yù)測(cè)和評(píng)估。

3.EMC正向開(kāi)發(fā)思路

劉青松表示，產(chǎn)品一旦立項(xiàng)，就要有電磁兼容設(shè)計(jì)的概念，企業(yè)要明確目標(biāo)的市場(chǎng)定位，把電磁兼容的性能、技術(shù)指標(biāo)一級(jí)一級(jí)分解，分解到子系統(tǒng)、部件、板級(jí)。

他認(rèn)為，解決汽車(chē)EMC問(wèn)題應(yīng)從車(chē)載零部件入手，各個(gè)零部件都達(dá)到EMC指標(biāo)要求，是實(shí)現(xiàn)整車(chē)電磁兼容達(dá)標(biāo)的必要條件。

因部件級(jí)EMC測(cè)試和整車(chē)EMC測(cè)試關(guān)聯(lián)解析難度極大，他建議，盡量將主要車(chē)載零部件安裝在整車(chē)上進(jìn)行EMC性能匹配測(cè)試評(píng)價(jià)，以便于降低整車(chē)不符合EMC標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)的風(fēng)險(xiǎn)。

他表示，整車(chē)廠家需制定一套完善的車(chē)載零部件和整車(chē)的電磁兼容管控流程，在明確整車(chē)需要達(dá)到的EMC技術(shù)指標(biāo)后，對(duì)零部件和整車(chē)的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)制定對(duì)應(yīng)的測(cè)試評(píng)價(jià)規(guī)程，在各個(gè)開(kāi)發(fā)階段進(jìn)行零部件和整車(chē)的EMC設(shè)計(jì)評(píng)審，使整車(chē)EMC性能符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)的要求。

4.EMC正向開(kāi)發(fā)內(nèi)容

（1）EMC概念設(shè)計(jì)

劉青松表示，根據(jù)新車(chē)型可能遇到的最惡劣電磁環(huán)境和市場(chǎng)定位，梳理出需滿足的EMC標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)，調(diào)研零部件的EMC性能現(xiàn)狀，了解主要電器零部件的EMC特性（分類整理高低壓零部件），確定EMC設(shè)計(jì)人員，提出總體EMC設(shè)計(jì)指標(biāo)。

（2）EMC架構(gòu)布局

對(duì)整車(chē)電氣系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)行規(guī)劃布局，將騷擾源和敏感設(shè)備盡量隔離分區(qū)，特別是關(guān)鍵電器零部件的分區(qū)定位，結(jié)合制造工藝來(lái)確定相關(guān)電器部件、線纜線束、動(dòng)力電池等的安裝位置，制定EMC控制流程和試驗(yàn)評(píng)價(jià)計(jì)劃。

（3）零部件EMC性能正向開(kāi)發(fā)及管控

根據(jù)各部件和子系統(tǒng)的配置方案及EMC指標(biāo)要求，進(jìn)行電子電器零部件選型，實(shí)施EMC控制計(jì)劃，進(jìn)行系統(tǒng)間EMC預(yù)測(cè)分析和測(cè)試評(píng)價(jià)，驗(yàn)證零部件EMC測(cè)試數(shù)據(jù)和整車(chē)測(cè)試數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性。對(duì)不滿足標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)的EMC指標(biāo)進(jìn)行定位分析和針對(duì)性整改，預(yù)留足夠的設(shè)計(jì)裕量，開(kāi)展工程化優(yōu)化，以降低整車(chē)EMC性能不達(dá)標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)。

（4）整車(chē)的EMC工藝設(shè)計(jì)

對(duì)零部件或子系統(tǒng)在整車(chē)上進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)，制定各零部件在整車(chē)上的接地、屏蔽和濾波等技術(shù)措施，EMC裝配檢測(cè)方案，以便于檢查工藝質(zhì)量。比如接地的工藝設(shè)計(jì)，接地螺栓和螺母選型、接地點(diǎn)防腐蝕處理工藝設(shè)計(jì)等。

（5）整車(chē)EMC性能設(shè)計(jì)評(píng)審及管控

開(kāi)展整車(chē)對(duì)外輻射發(fā)射騷擾測(cè)試評(píng)價(jià)、車(chē)內(nèi)電磁騷擾發(fā)射測(cè)試評(píng)價(jià)、電場(chǎng)磁場(chǎng)發(fā)射強(qiáng)度測(cè)試評(píng)價(jià)、輻射抗擾度測(cè)試評(píng)價(jià)、靜電放電抗擾度評(píng)價(jià)等。根據(jù)整車(chē)測(cè)試中暴露出來(lái)的問(wèn)題，對(duì)整車(chē)系統(tǒng)內(nèi)接地、屏蔽、濾波等措施進(jìn)行整改優(yōu)化。隨機(jī)抽取多臺(tái)樣車(chē)進(jìn)行電磁干擾安全裕度設(shè)計(jì)評(píng)審，在測(cè)試數(shù)據(jù)達(dá)到整車(chē)EMC總體控制指標(biāo)后，凍結(jié)整車(chē)的EMC設(shè)計(jì)方案和工藝。

（6）建立EMC設(shè)計(jì)規(guī)范

根據(jù)項(xiàng)目開(kāi)展情況，建立起企業(yè)級(jí)整車(chē)和零部件EMC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范或進(jìn)行企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的更新升級(jí)。在EMC開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)中，逐階段開(kāi)展測(cè)試分析、設(shè)計(jì)評(píng)審和工程優(yōu)化，盡量保證零部件設(shè)計(jì)和整車(chē)設(shè)計(jì)的協(xié)同性。

劉青松認(rèn)為，優(yōu)秀的產(chǎn)品或者良好的產(chǎn)品一定是設(shè)計(jì)出來(lái)的，EMC設(shè)計(jì)的目標(biāo)就是符合EMC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求，同時(shí)要考慮產(chǎn)品否達(dá)到了設(shè)計(jì)指標(biāo)。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)各個(gè)階段都需要用試驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)/驗(yàn)證每一個(gè)設(shè)計(jì)思想、設(shè)計(jì)措施是否正確、有效、可靠。

他認(rèn)為，EMC標(biāo)準(zhǔn)要靠測(cè)試來(lái)執(zhí)行，EMC測(cè)試則以標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)。