新能源汽車電控系統電磁干擾故障分析與檢修方法

張清郁

（河南工業貿易職業學院，河南 鄭州 450000）

目前，新能源汽車中的電控系統已經向著現代化、多元化的方向進步，能提升汽車整體性能、改善汽車的應用現狀。但是，新能源汽車電控系統在應用過程中經常發生電磁干擾故障問題，對系統的安全運行造成危害。應結合電控系統的情況研究預防電磁干擾的措施，提升檢修維護的效果，確保各項操作的高質量、可靠執行。

1 新能源汽車電控系統電磁干擾故障的原理

新能源汽車電控系統在電磁環境中正常運行時，不會出現不能承受外界環境電磁干擾的現象，被稱為電磁兼容。然而，在電控系統中的電子設備與電氣設備運行過程中，組件處于正常的運行狀態，可能會對其他電子設備或電氣設備產生電磁干擾，或是受到外界電磁影響發生干擾性問題。這就是電磁兼容性差，簡而言之，就是電控系統中的電子設備或電氣設備缺少抗電磁干擾的性能與防護模式，不僅無法預防外界電磁干擾造成的影響，還可能對其他設備造成干擾。近年來，在我國智能化網絡技術快速發展的進程中，電子化技術與ADAS技術等不斷更新，新能源汽車的電子設備、電氣設備可能會成為電磁干擾的主要來源，尤其是控制臺面板部分、車載娛樂設備等，而新能源汽車的動力一般直接來源于電驅動系統，所設置的開關部件屬于功率很大的半導體，開啟、關閉的階段會出現高電壓與高電流的瞬變現象，形成一定的電磁干擾，對新能源汽車的安全性造成危害。尤其是系統中如果存在較為敏感的電子組件，電磁兼容性能與相關標準不符，就會導致電子設備受到干擾，甚至引發設備惡化的嚴重后果，車輛在行駛的過程中突然停車，導致安全性降低。在此情況下，應結合新能源汽車電控系統的特點與情況，詳細、準確地研究和分析電磁干擾源的特點、敏感設備的情況、傳輸路徑的特征等，著重分析輻射、傳導類型的電磁干擾模式，通過設置屏蔽層的方式預防電磁干擾。值得一提的是，電路設備的電磁干擾問題主要是自傳導干擾造成的，產生于電路內部。在多數情況下，干擾源都是內部晶體振蕩器設備、脈沖設備等產生的。噪聲信號是借助導體實現傳播，最終與其他電路設備相互連接，形成共模類型、差模類型的干擾。其中，共模干擾主要是因為兩個半導體傳輸的干擾信號具備能量相位相同、幅度相同的特點，而差模干擾問題是兩個半導體傳輸的信號幅度處于相同狀態，會對反向信號形成一定的干擾。

2 新能源汽車電控系統電磁干擾故障分析

2.1 充電系統的電磁干擾問題

在汽車電控系統的交流電機充電系統運作過程中，只要發電機設備、充電系統在相互接觸的過程中出現略微的變化，就會產生電火花，最終引發電磁干擾的問題。由于發電機設備中的控制器部件會自動將激勵電流調節至相應的輸出電壓水平和標準，而且電子控制器的部件設置為立即關閉形式，勵磁線匝很容易出現磁感應電動勢的現象，而作為其中的頻率峰值，電動勢會被轉變成電磁干擾波，影響新能源汽車相關系統的安全水平、穩定性能[1]。

2.2 電動機的電磁干擾問題

一般情況下，新能源汽車中出現電磁干擾的電動機設備主要是起動機設備、風扇和刮水器電動機設備、加熱電動機部分與自動調節門窗玻璃電動機部分等。此類電動機都屬于自帶碳刷與換向器的直流永磁類系統，如果操作期間出現了高速運轉的現象，就很容易產生電火花，最終引發電磁波干擾的問題。從具體狀況而言，啟動器部分出現的電磁干擾問題，其干擾的頻率和運行速度存在直接聯系，電流的峰值很高，干擾性的危害也很嚴重，大多在發動機啟動環節出現故障問題，而其他引擎運作期間的頻率與峰值一般比啟動器的頻率低，并且峰值處于較弱的狀態，但是所形成的電磁干擾也很容易導致新能源汽車駕駛期間安全性能和穩定性降低。

2.3 繼電器方面的電磁干擾問題

目前，在研究和分析的過程中，主要將新能源汽車電磁干擾問題劃分為內部類型與外部類型兩種形式。外部類型干擾問題對電控系統正常運行產生的影響很小，而內部電磁干擾問題產生的危害性很大，尤其是在繼電器觸點快速開啟與關閉的情況下，晶體管處于正常的工作電壓狀態，線圈出現了瞬態干擾源，頻譜很高、能量也很強，在其他系統運作期間電流超出15 A數十倍的情況下，高速的運行狀態會形成強電磁波輻射，峰值振蕩的電壓很高，在繼電器設備和部件的周圍形成電磁干擾信號，主要通過空氣或電線輻射。若不能在系統運作的過程中對干擾信號進行嚴格的屏蔽處理，由于發動機的運行頻率不同，會對新能源汽車電控系統的正常、穩定運作產生危害和影響[2]。

2.4 控制板開關電源的電磁干擾問題

一般情況下，新能源汽車控制板開關電源形成的電磁干擾，是由開關管高頻開關與相關二極管反向恢復引發的，而其中的晶體振蕩器設備在應用期間，結構、運行的原理主要是在石英晶片上設置電極，然后將其和振蕩器電路的輸入信號相互連接，用于獨立生成振蕩頻率。若不能保證PCB設計的科學性與合理性，在晶體振蕩器與信號相互靠近的情況下連接導線，電源端口會出現干擾問題，或者在沒有完全接地的情況下，也會形成電磁干擾問題。在調制模式下，晶體振蕩器設備與部件形成的電磁干擾一般是通過輻射發射的形式生成的，且頻率多為工作頻率或者倍頻，干擾過程中的波形也是尖峰，更有助于測量、控制與分析處理[3]。

2.5 點火系統的電磁干擾問題

新能源汽車在環境方面的電磁干擾源一般是形成電磁能的車輛部件，例如點火線圈的部分、發電機的部分、啟動器的部分、磁場附件的區域。在高壓點火線圈實際的點火操作方面，通常會在火花塞間隙形成脈沖類型的高壓電擊穿，形成火花之后能正常釋放能量，動力來源于汽缸內的燃油、空氣混合物燃燒。具體而言，高壓線圈會在外部環境中形成強大的電磁干擾，在點火線圈為初級電路斷開狀態的情況下，形成阻尼振蕩，一次電壓的最高幅度一般是300～500 Ⅴ，如果沒有設置有效的抑制方式對瞬態電壓進行抑制，可能會導致電子設備被綁在一起，形成一定的威脅，對其他電子設備造成嚴重的干擾性[4]。

3 新能源汽車電控系統電磁干擾的檢修方法

3.1 合理使用干擾點的檢測方法

在實際檢修的過程中，應結合電控系統電磁干擾問題的發生規律與特點，采用階段性的檢測方法。第一個階段就是利用解碼器設備分析電磁干擾的情況，合理進行錯誤代碼的讀取，完成讀取操作之后進行更改處理，同時需全面研究和分析更改原因、具體情況，設定分析的范圍和重要參數，便于有效應對、處理電磁干擾的各類問題。第二個階段就是通過示波器設備執行測試工作，按照傳感器原理、特點等檢測組件波形，獲取相應的波形信息內容，對比檢測出來的波形與正常波形，及時發現可疑點，明確是否有其他干擾的現象。一旦發現存在其他干擾點，立即維修處理，從根本上避免電磁干擾造成的影響和威脅[5]。

3.2 嚴格控制干擾源

電控系統內的干擾源防控屬于非常關鍵的工作，只有嚴格進行電磁干擾源的控制，才能保障新能源汽車的安全性。因此，檢修工作應結合電控系統的電磁干擾問題發生規律和特點，有針對性地執行相應的干擾源控制工作。首先，應全面考慮干擾源傳播的路徑情況，采用金屬零件設置外殼的方式或屏蔽接地的方式處理，尤其是使用接地措施，屬于預防電磁干擾最為科學的方式，且金屬零件在連接汽車接地的過程中，會對靜電充電路徑進行控制，以免出現靜電積累的現象。其次，根據電控系統的電磁干擾狀況進行屏蔽處理，形成金屬絕緣的良好模式，同時配合設置金屬零件的外殼，預防電磁干擾擴散的現象，從干擾路徑方面形成良好的干擾源控制模式。

3.3 完善故障排除與排查的方案

當前，我國新能源汽車電控系統的技術不斷更新、升級，雖然能提升電控的先進性，但是容易引發更多的電磁干擾問題和現象，生成新的非代碼錯誤、偽代碼錯誤，導致維護的難度增大。在此情況下，相關的維護工作人員應結合電控系統的運行狀態，嚴格分析和了解傳感器電路的特點和情況，經常對電路進行檢查，明確有無損壞或接觸不良的問題，盤點相應的傳感器信號線是否可以良好接觸，若只是屏蔽電纜損壞，就要進行細致的維修處理。同時，在排查的工作中還需檢查信號屏蔽線的情況、ABS的警告指示燈情況等，預防可能會出現的問題。

3.4 做好參數的分析工作

在參數的分析過程中，應結合電控系統的情況、特點，研究電磁干擾的情況，檢測相應的錯誤參數與數據，安排技術人員通過解碼器設備讀取其中已經出現錯誤的代碼，明確各個參數范圍，了解波動的范圍特點，同時針對發動機設備的轉速合理檢測處理，掌握具體的曲軸位置狀況、凸輪軸的位置狀況等。另外，要求相關的技術人員形成正確觀念，歸納總結相應的工作經驗，在日常電控系統檢查、維修、管理過程中，利用先進的軟件系統、計算機系統等分析參數信息內容，按照參數的特點、情況等，完善電控系統的檢修、維修計劃，借助有效的檢修方式提升電控系統電磁干擾控制的有效性。

4 結語

新能源汽車電控系統的電磁干擾故障問題對系統整體的正常運作、應用都會造成嚴重的影響，如果不能嚴格預防、規避和控制，就應按照電磁干擾問題的發生情況、發生狀態，制定詳細的檢查維修方案，做好各項檢修工作、管理工作、防控工作，切實優化相應的電磁干擾問題的檢查工作模式、維修工作體系，使電控系統良好運作。