新能源汽車電磁兼容檢測認證方法的研究

郭夢伊

（南京市產品質量監督檢驗院，江蘇南京，210000）

0 前言

新能源汽車是實現人類綠色發展的重要交通工具，近年來有較大發展。隨著世界大部分國家同意減少碳排放，各國今后將采取具有約束力的共同政策。汽車工業作為當下支撐國內國民經濟發展的重要行業，未來新的發展高潮必將是新能源汽車，新能源電磁兼容檢測直接關系到新能源汽車的穩定發展，基于此，加強新能源汽車電磁兼容檢測迫在眉睫，需要深入研究總結方法、對策。

1 新能源汽車組成

新能源汽車自身結構復雜，包含點火、發電、電機等眾多組成部分，在使用過程中會產生各類輻射，影響到正常使用性能，而且輻射干擾還會對車輛的可靠性造成影響，影響下的汽車部件和組件運轉會發生異常。于是，更好地使用具有高度干擾性質的新型電動動力、混合動力和燃料電池與新車輛內的電力推進系統，以及將高壓推進器（DC/DC，DC/AC 等）與外部世界重疊，設計和擴展陶瓷微電路，成為數十年乃至一百年以來需要解決的重要問題。輻射干擾的類型復雜，例如，其可以釋放出各種各樣的頻譜和干擾，或數十千赫、數百兆赫，甚至連無線電頻率段都比其他車輛的控制器高，甚至會對周圍的其他車輛產生影響，危及到交通安全，造成不必要的交通事故。因此，在汽車開發的過程中，工程師需要對零部件進行實際、可靠的測試，讓車輛所攜帶的全部裝置能夠滿足兼容標準。

世界衛生組織（WHO）將電磁輻射列為僅次于噪音、水和大氣的第四大環境組織。盡管汽車制造廠商和零部件制造商都進行了新能源汽車的電磁兼容性測試，但業主投訴的問題依然存在。混合動力汽車等新能源汽車也正在遭受危機，此外，雖然干擾電磁并不會對除新能源汽車裝置外的人體和環境造成危害，但消費者仍對其保持恐懼情緒。

2 電磁兼容性的基本定義

電磁干擾的來源多種多樣，干擾也時有發生，如果電氣設備在系統中平穩、正常地運行，而不受電磁干擾的影響，就可以滿意地說，該系統的電氣設備是相互兼容的。然而，由于功能的多樣性、結構的復雜性、電力裝置的功率和頻率的增加以及敏感性的提高，這種本應普遍和多樣化的情況變得難以實現。為了達到電磁兼容性，系統必須以系統的電磁環境為基礎，要求每個電磁設備不超過閾值，并具有一定的抗干擾能力，只有兩者都符合，才能保證系統的完全兼容性。

電磁兼容性的科學意義總結如下：“通用電磁環境中的設備（子系統、系統），共同執行各自的職能。換句話說，該設備不應導致在同一電磁環境中從其他設備進行電磁排放后達到電平降低的效果，也不應導致同一電磁環境中任何其他設備（子系統或系統）遭受未經授權的電平降低。”

3 影響新能源汽車電磁兼容性的因素分類

新能源汽車電磁干擾問題的存在是制約新能源汽車發展的關鍵，就新能源汽車電磁干擾問題現狀來看，汽車內高壓系統的電磁干擾最為嚴重，主要在于新能源汽車搭載的驅動電機、電機控制、電池以及空調系統等高功率的電子設備，此外，例如BMS、VMS、ECU 等也會在運行過程中發出電磁干擾，受到外部電磁干擾是也會喪失正常使用功能，造成新能源汽車故障，如果新能源汽車正在行駛過程中，很可能會直接威脅到駕駛者的生命安全。下面將新能源汽車電磁兼容性的影響因素總結為以下幾類進行介紹。

3.1 車內的電磁干擾

汽車內部的電磁兼容性干擾有很多方面，包括，汽車的電磁干擾。當車輛高速行駛時，由于汽車的速度非?？欤諝獗桓咚倌Σ粒囕v表面產生靜電電荷，其分布和靜電放電可能干擾車輛的電子兼容性。其原因大致可總結為以下四類，第一是電源線和接地原因；第二是導線或者信號線之間發生了串聯；第三是熱耗散性或電子設備內部部件的穩定性原因；第四是大功率元素產生的一系列電場和磁場相互串聯原因。

3.2 車外的電磁干擾

影響車輛電子兼容性的車輛外部電磁干擾主要是車輛在行駛過程中所遇到的各種外部電磁干擾。就像高壓電線、高壓傳輸站的電磁干擾和高功率無線電傳輸站的電磁干擾，甚至是附近有兩輛車造成的電磁干擾。

3.3 車內電子設備干擾

車輛駕駛時的干擾不僅包括靜電干擾，還包括車輛的各種電子設備的相互作用——電子元件的電子噪聲和車輛發動機運行所造成的干擾。最嚴重的問題是汽車點火系統。因此，據說車載電子設備的干擾在很大程度上會對汽車電磁兼容性產生干擾，這也是最常見的干擾，所以還需要進一步研究，以解決車輛內的電子設備的干擾問題和減少影響汽車車輛的電磁兼容性方面的問題。

4 汽車電磁兼容（EMC）標準

國家標準包括有四項有關車輛的電磁兼容性標準：分別是GB/T18387《電動車輛的電磁場輻射的限值和測量方法》，GB/T18655《車輛、船和內燃機無線電騷擾特性用于保護車載接收機的限值和測量方法》，GB14023《車輛、船和內燃機無線電騷擾特性用于保護車外接收機的限值和測量方法》和GB/T17619《機動車電子電器組件的電磁輻射抗擾性限值和測量方法》。歐洲委員會發表了一項呼吁，要求就工業和材料技術（工業和先進材料技術）領域的研究和發展方案提出建議。其中，只有GB/T18387 特別關注電動汽車，這符合美國汽車工程師協會的SAEJ551-5 標準“測量電磁場、電場強度和電動汽車功率水平”。

5 新能源汽車電磁兼容性檢測認證方法分析

5.1 電機控制器的EMC 整改

控制板和驅動功率板做了一些修正：框架引入了過濾器，在地面上處理與振動干擾來源晶體，而控制板上安裝了一個電纜，注意屏幕過濾器是放置在干擾的來源附近；對于功率板的功率模塊部分，已經采取了額外的措施來減少電線的中斷速度，從而減少它在電磁干擾下產生的能量。關于控制框架，因此產生的電磁干擾功率模塊非常高，也是板電磁干擾的主要來源的控制裝置，發動機的電磁干擾功率模塊的解決方案變得至關重要；在可能的情況下，發動機的控制應使用保護和密封性系統，發動機的控制應盡可能加強，以擴大地面區域。因為控制上的命令信號具有強烈的電磁干擾作用，連接到發動機控制輸出的發動機三相線被一條保護線屏蔽，并對車輛的其他電子設備產生嚴重影響。

5.2 電源變換器DC-DC 的EMC 整改

DC-DC 功率轉換器也是干擾的主要來源之一，由于其輸入是高壓輸入，輸出是大電流輸出，再加上其內部功率管在通斷時會產生很大的脈沖干擾，因此，當制定一個程序時，必須仔細考慮，嘗試一種綜合的處理方法，考慮到干擾和干擾路徑的程序等。處理方法如下：控制面板應合理規劃多氯聯苯的在線位移，盡可能隔離易受干擾的信號，避免大量外部干擾。即使在DC 內部，光束的使用也應盡可能少，即使不能避免，也應盡可能少。如果控制面板上有很高的電位，可以避免這些中斷造成的干擾，以便盡可能延長中斷的時間。如果空間允許，可以從內部過濾輸入和輸出的水，以減少DC 的內部干擾。由于DC-DC 在其運行過程中受到大量的干擾和干擾，因此可以使用保護系統來排除任何空間輻射的可能性。DC-DC作為一種特殊的產品，目前還沒有統一的電磁兼容性測試規范，特別是在傳輸測試方面。因為根據常規的理解，可以這樣做只是騷擾輸入傳輸測試，但由于電力是車載電子設備供電，其質量好壞，許多電子設備會直接影響機組的穩定與否，所以測試項目應盡可能干擾，也要對其輸出端做傳導騷擾的測試。但其功率密度不可避免地產生巨大的電磁干擾，所以除了專員相應所需的電路板上，也必須加強屏蔽結構，也就是說，它的外殼，金屬和阻止必須良好，這樣就可以屏蔽電磁輻射騷擾內部空間中泄露出來。

5.3 驅動電機與空調系統的電磁兼容性測試方法

發動機在運行時非常強大，也可能會造成嚴重的干擾，所以它也是很大的干擾源之一。可以按照下面思路來處理：對電機的三相線要做屏蔽，而且要兩端接地；要加強發動機外殼的地層，最好有更多更好的地層。發動機控制線路也需要遏制，因為，如果不這樣做，其他控制器的控制信號也可以發射干擾信號，從而控制交通安全受到損害。即使是新能源汽車，空調系統也非常強大，包括空調通風機、冷凝和壓縮機，因此會造成嚴重的干擾，也是一個需要單獨且合理處理的問題。電纜也必須包括在EMC 計劃中，同時也要預留一些措施，注意信號線和干擾線的單獨處理。

6 結束語

新能源汽車屬于當下全球范圍內研究的重要領域，電磁兼容性問題作為制約其進一步發展的關鍵問題，值得深入研究找到合適的電磁兼容性認證和處理方法，以減輕電磁兼容性的負面影響，保障新能源汽車的穩定性，也為新能源汽車在全球范圍內的深入研究和應用提供幫助。