整車電場輻射發(fā)射的數(shù)據(jù)分析評價方法

楚艷鋼，王雨川，賀朝偉，姚明雨

（長城汽車股份有限公司，河北省汽車技術創(chuàng)新中心，保定 071000）

引言

隨著汽車電子高度集成化和模塊化的快速發(fā)展，汽車內部電磁環(huán)境越來越復雜[1]。尤其是近年來伴隨著汽車的電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化成為汽車產業(yè)變革的核心，新技術的集中融入致使整車電磁干擾問題日益突出[2,3]。電磁輻射發(fā)射的抑制已成為整車性能開發(fā)的關注點之一，各國家、地區(qū)也陸續(xù)頒布了限制整車電磁發(fā)射的法律法規(guī)，如我國的GB 14023、GB 34660等。此外，各主機廠在整車電磁輻射發(fā)射抑制上投入了越來越多資源，不僅旨在滿足銷售市場的法律法規(guī)的需求，還致力于提升產品本身的品質，追求更高的產品競爭力。

然而，當前EMc相關的法規(guī)對于整車電磁場的發(fā)射僅僅是進行了符合性要求（如，GB 34660-2017），并未對其抑制水平進行綜合評價。但從主機廠的角度看，為制定精準及明確的開發(fā)目標，在滿足法規(guī)的基礎上依據(jù)不同需求狀況對整車電磁輻射發(fā)射抑制水平進行綜合量化是非常有必要的。

本文在GB 34660-2017要求的測試方法與限值的基礎上，對車輛電磁輻射發(fā)射抑制水平評價進行了研究，提出了一種基于法規(guī)限值裕量的綜合評價方法，使用綜合評分以表征目標車型的電磁輻射發(fā)射抑制水平。提供一種各參考車型的輻射發(fā)射抑制水平橫向對比方法，以達到輔助新車型整車EMc目標定義的目的。

1 數(shù)據(jù)評價范圍

本文提出的車輛電磁輻射發(fā)射抑制水平評價方法是一種數(shù)據(jù)評價方法，其評價是對按照國標GB 34660-2017規(guī)定的方法采集的整車電場輻射發(fā)射數(shù)據(jù)進行的。具體評價對象為標準中規(guī)定的30 MHz～1 GHz范圍內的14個子頻段中相對于法規(guī)限值而提取的裕量最小頻點的裕量值。具體需提取的數(shù)據(jù)范圍如表1所示。

2 數(shù)據(jù)評價方法

首先，按照表1中列舉的車輛模式，依據(jù)國標GB 34660-2017規(guī)定的方法進行整車電場輻射發(fā)射測試，并記錄14個子頻段中裕量最小頻點的頻率、測量值以及裕量。

表1 數(shù)據(jù)提取范圍（以插電式純電動車輛為例）

參考品質定位，分別定義評價嚴酷度常數(shù)A、B和ML、MT分別表示最低評分、最高分和最低、最高評分對應的裕量下限值及上限值。

則某特定頻點特定檢波器提取的最小裕量值的評分S可用公式（1）計算得出。

其中：

m—特定檢波器測量的最小裕量值；

C＞1且CN∈，一定程度上反映性能提升所需的產出比。

定義符號函數(shù)ΩBB與ΩNB。

使用某特定子頻段的最小裕量評分來直接表征整車在該子頻段的輻射發(fā)射抑制水平，綜合考慮峰值（PK）和準峰值（QP）或平均值的裕量（AV）的重要度，則在某狀態(tài)下整車在特定子頻段的輻射發(fā)射抑制水平評分Sf可以用公式（4）表示。

式中：

SPK、SQp、SAV—該子頻段中的峰值裕量評分、準峰值裕量評分以及平均值裕量評分；

kPK、kQp—峰值裕量評分與準峰值裕量評分對應的權重，且kPK+kQp=1。

依據(jù)對14個子頻段的關注度，整車在某特定狀態(tài)的評分SM可用公式（5）計算得出。

式中：

Sfi，kfi—第i個子頻段對應的評分及權重，且

綜合測量天線相對于車輛的位置以及極化方式，則車輛在某特定模式下的評分SS為：

式中：

天線在車輛右側水平極化，天線在車輛右側垂直極化，天線在車輛左側水平極化，天線在車輛左側垂直極化的整車電場輻射發(fā)射抑制水平的評分及權重，且

考慮法規(guī)符合性，定義法規(guī)符合系數(shù)Rk

式中：

—所有準峰值或平均值最小裕量中的最小值，D為常量，且 D ∈ ( 0,1)。

綜合考慮整車三種測試模式，則整車發(fā)射抑制水平評分為

式中：

SSn， kSn—第n個測試模式對應的評分及權重，且

3 舉例

以某品牌純電動車為例，各常量參數(shù)取值如表2所示，各常量權值的賦值如表3所示。

表2 數(shù)據(jù)提取范圍

表3 各權值系數(shù)賦值表

依據(jù)本文所提供的數(shù)據(jù)評價方法，該目標車輛在30 MHz～1 GHz頻率范圍內的裕量評分（部分）如表4所示。

表4 驅動電機運轉模式數(shù)據(jù)評分表（部分）

綜合各模式的抑制水平評分，該車輛電場輻射發(fā)射抑制水平的最終評分為96.21分，詳細數(shù)據(jù)如表5所示。

表5 車輛最終評分表

4 算法實際效果

為驗證本文所提供方法的有效性以及合理性，選取了不同EMc性能狀態(tài)的4款目標車輛，其測試數(shù)據(jù)圖如圖1所示，按照本文的評價方法對該4款車型的輻射發(fā)射數(shù)據(jù)進行了評價，最終評價量化得分的坐標圖如2所示。

從如圖1可看出，在30 MHz～1 GHz頻段內，車型1與車型2電場發(fā)射抑制水平相當，車型3與車型4電場發(fā)射抑制水平相當，但車型3、4電場發(fā)射抑制水平明顯優(yōu)于車型1、2。另外，車型1雖然在低頻電場抑制水平優(yōu)于車型2，但在中高頻段明顯不如車型2；車型4在各頻段的電場發(fā)射抑制水平優(yōu)于車型3。

從圖2中可以看出，車型3、4的評分明顯高于車型1、2；且車型2評分略高于車型1，車型4的評分略高于車型3。該四款目標車型的評分完全表征了圖1中4款車的電場發(fā)射水平的主要特征。因此本文提出的基于數(shù)據(jù)評價的輻射發(fā)射的數(shù)據(jù)分析評價方法可靠有效。

圖1 整車輻射發(fā)射數(shù)據(jù)圖（寬帶左側V方向）

圖2 某四款目標車的整車輻射發(fā)射評分坐標

5 總結

本文以GB 34660-2017中對整車電場輻射發(fā)射的測試方法及限值要求為基礎，通過對整車各子頻段相對于法規(guī)限值的最小裕量進行數(shù)據(jù)評價，提出了一種在30 MHz～1 GHz頻率范圍內針對整車電場輻射發(fā)射抑制水平的綜合評價方法，以達到為新車型整車EMc目標定義時，為提升產品精準定位提供橫向參考數(shù)據(jù)的目的。