某PHEV車型EMC試驗(yàn)方法、超標(biāo)分析與解決

許永紅，章國(guó)光，潘奕然，吳肇蘇

（東風(fēng)汽車公司技術(shù)中心，湖北 武漢 430058）

1 引言

隨著新能源汽車的快速發(fā)展，汽車電子電器的部件越來(lái)越多，汽車EMC問(wèn)題日益突出。在純電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車中均有高壓部件，其在工作運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的電磁波，電磁輻射會(huì)干擾車輛上CAN通信的正常運(yùn)行，直接關(guān)系到車輛的安全性能。

本文針對(duì)東風(fēng)某PHEV車型EMC摸底試驗(yàn)時(shí)超標(biāo)的問(wèn)題，對(duì)混合動(dòng)力車型電磁兼容試驗(yàn)方法、問(wèn)題定位、整改措施制定等進(jìn)行分析及討論。

2 EMC試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及試驗(yàn)方法

2.1 國(guó)內(nèi)汽車整車EMC標(biāo)準(zhǔn)

EMC試驗(yàn)由電磁騷擾EMI（Electromagnetic Interference）和電磁敏感性EMS（Electromagnetic Susceptibility）兩部分組成。EMI是不對(duì)該環(huán)境中任何事物構(gòu)成不能承受的電磁干擾信號(hào)，即設(shè)備或系統(tǒng)的干擾水平必須保持在合理的水平；EMS是設(shè)備或系統(tǒng)在一定電磁環(huán)境中能正常工作，即設(shè)備或系統(tǒng)需要具備一定的抗干擾能力。

目前我們國(guó)內(nèi)汽車整車公告法規(guī)涉及的EMC標(biāo)準(zhǔn)主要有兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，都具備EMI和EMS方面的試驗(yàn)：GB 34660—2017規(guī)定了M類、N類、L類車輛及其電子部件的電磁發(fā)射限值、抗擾性能和試驗(yàn)方法；GB/T 18387—2017規(guī)定了EV、 （P）HEV、FCV等類型電動(dòng)車輛電場(chǎng)、磁場(chǎng)輻射發(fā)射強(qiáng)度的限值和試驗(yàn)方法。對(duì)新能源車輛，需同時(shí)滿足GB 34660—2017、GB/T 18387—2017的要求，試驗(yàn)方法見表1。

表1 新能源車輛EMC試驗(yàn)方法

2.2 EMC試驗(yàn)前準(zhǔn)備事項(xiàng)

試驗(yàn)前需按表2點(diǎn)檢車輛狀態(tài)，避免因接觸不良等非零部件固有特性問(wèn)題，造成試驗(yàn)結(jié)果的錯(cuò)誤。

表2 車輛狀態(tài)點(diǎn)檢表

2.3 試驗(yàn)結(jié)果

GB 34660—2017通過(guò)；GB/T 18387—2017在車輛在70km/h的電場(chǎng)和磁場(chǎng)Y方向出現(xiàn)了超標(biāo)問(wèn)題，結(jié)果如下。

1）GB/T 18387—2017 70km/h 電場(chǎng)，在28.296MHz時(shí)，超標(biāo)3.6dB，試驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。

圖1 GB/T 18387—2017 70km/h 電場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果

2）GB/T 18387—2017 70km/h 磁場(chǎng)Y方向， 在27.600MHz時(shí)，超標(biāo)3.8dB，試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。

圖2 GB/T 18387—2017 70km/h 磁場(chǎng)Y向試驗(yàn)結(jié)果

3 問(wèn)題分析

3.1 某PHEV車型結(jié)構(gòu)及工作模式簡(jiǎn)介

東風(fēng)某插電式SUV搭載了HP2多模混動(dòng)系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3所示，整車電氣連接方案如圖4所示。在行車過(guò)程中，根據(jù)SOC、加速踏板深度和車速的變化，車輛在不同的行駛模式間進(jìn)行切換，可以實(shí)現(xiàn)包含純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)、串聯(lián)驅(qū)動(dòng)、并聯(lián)驅(qū)動(dòng)、純發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)等多種運(yùn)行模式。東風(fēng)某PHEV車型代表運(yùn)行模式及部件工作狀態(tài)見表3。

表3 代表運(yùn)行模式及部件工作狀態(tài)

圖3 HP2多模混動(dòng)系統(tǒng)

圖4 東風(fēng)某插電式SUV電氣連接方案

3.2 不同模式下的EMC測(cè)試

GB/T 18387—2017要求測(cè)試時(shí)被測(cè)試車輛電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)處于驅(qū)動(dòng)模式，未對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、動(dòng)力電池等部件的工作狀態(tài)進(jìn)行約定。首輪試驗(yàn)時(shí)采用了自由狀態(tài)控制策略，由車輛自行按車輛控制策略運(yùn)行。

對(duì)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 18387—2017要求的運(yùn)行工況 （低速16km/h、高速70km/h），東風(fēng)插電式SUV有多種行車模式可以滿足，因此需對(duì)各個(gè)模式下的EMC狀態(tài)進(jìn)行測(cè)試，才能找出具體EMC超標(biāo)零部件。

因電、磁場(chǎng)均存在超標(biāo)問(wèn)題，先對(duì)電場(chǎng)超標(biāo)問(wèn)題進(jìn)行分析定位，找到超標(biāo)零部件，整改完成后，再對(duì)磁場(chǎng)Y方向進(jìn)行驗(yàn)證，若滿足國(guó)標(biāo)要求，則問(wèn)題定位完成，若磁場(chǎng)方向依然不滿足國(guó)標(biāo)要求，再單獨(dú)對(duì)磁場(chǎng)Y向進(jìn)行試驗(yàn)。

各工況下電場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 各工況電場(chǎng)測(cè)試結(jié)果

3.3 問(wèn)題分析

從上述試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看：①純電驅(qū)動(dòng)時(shí)，裕量較大，說(shuō)明電池、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和電機(jī)控制器為非超標(biāo)零部件。②當(dāng)有發(fā)動(dòng)機(jī)參與運(yùn)行時(shí)，裕量會(huì)大幅減小，且僅當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)同時(shí)運(yùn)行時(shí)，才會(huì)出現(xiàn)超標(biāo)問(wèn)題。而發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)帶來(lái)電磁干擾問(wèn)題的僅有發(fā)動(dòng)機(jī)火線圈零部件。

為分析哪個(gè)部件對(duì)車輛影響較大，分別用銅箔包覆發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火線圈和發(fā)電機(jī)系統(tǒng)后，再次進(jìn)行測(cè)試。

通過(guò)幾組數(shù)據(jù)對(duì)比，發(fā)電機(jī)系統(tǒng)是否增加措施對(duì)于EMC的影響不大，而發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)于EMC的影響較為明顯。結(jié)果見表5。

表5 發(fā)電機(jī)系統(tǒng)與點(diǎn)火線圈分別包覆的電場(chǎng)對(duì)比結(jié)果

4 整改措施及驗(yàn)證

由于包覆銅箔后，改善效果明顯，因此判斷主要干擾源為發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火線圈，需要對(duì)其作出屏蔽。有兩種方法可以達(dá)到屏蔽效果：一是在發(fā)動(dòng)機(jī)線束上增加點(diǎn)火線圈搭鐵點(diǎn)，結(jié)果見表6及圖5；二是更換具有屏蔽層的點(diǎn)火線圈，結(jié)果見表7。

兩種方案均能通過(guò)EMC試驗(yàn)測(cè)試，原超標(biāo)部分改善效果明顯，EMC超標(biāo)問(wèn)題定位準(zhǔn)確，整改措施有效。但考慮到第2種方案成本較高，因此選用第1種方案。

表6 點(diǎn)火線圈增加搭鐵點(diǎn)

圖5 點(diǎn)火線圈搭鐵后70km/h磁場(chǎng)Y向結(jié)果

表7 點(diǎn)火線圈增加屏蔽層

5 總結(jié)

本文通過(guò)介紹相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)及EMC的測(cè)試試驗(yàn)方法，對(duì)東風(fēng)某混合動(dòng)力車型EMC超標(biāo)問(wèn)題進(jìn)行分析，提出的PHEV的具體的測(cè)試工況及試驗(yàn)方法，可以成功定位引起EMC超標(biāo)的零部件，并制定相關(guān)整改措施。該測(cè)試工況及試驗(yàn)方法，為PHEV車型開發(fā)提供了有力支持。