1電磁兼容(EMC)檢測標準
目前電動車輛相關的國家標準有10個,本次試驗使用的有2個,分別是《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》(GB14023一2011)、《電動車輛的電磁場發(fā)射強度的限值和測量方法》(GB/T18387一2017)。GB14023一2011、GB/T18387一2017、GB34660一2017為國家強制標準,其余相關國家標準GB/T18655一2018、GB/T19951一2019、GB/T33012一2016等均為推薦性國家標準。
2某電動車輛的EMC測試結果
2.2GB24023一2022測試結果
按照標準要求進行窄帶輻射發(fā)射試驗,車輛狀態(tài)為上電且發(fā)動機不運轉,車輛開啟前后雨刮、雙閃、近光燈、前后霧燈、頂燈、空調等電氣設備,車門閉鎖,車窗關閉。測試通過,本文給出部分測試結果,如圖1所示。
按照標準要求進行寬帶輻射發(fā)射試驗,車輛狀態(tài)40km/h。測試未通過,圖2為測試結果。
根據測試結果分析,曲線為非連續(xù)性的梳狀信號,類似某一電子器件的倍頻。寬帶輻射發(fā)射其他測試結果均為類似信號。
2.2GB/T28387一2027測試結果
按照標準要求首先確認車輛電場和磁場發(fā)射的最大輻射面。進行磁場發(fā)射測試,車輛狀態(tài)40km/h,對車輛左側面磁場3個極化測試全部結束后,發(fā)現測試結果同樣表現為類似的梳狀信號,圖3為測試結果。
該信號與傳統(tǒng)包絡信號相差較大,該次測試結果倍頻信號之間頻率相差0.072MHz左右,無法得知該頻率信號由何種部件發(fā)出。該項試驗停止,對測試結果進行分析與查找。
3結果分析及問題查找
本次分析查找工作主要圍繞GB/T18387一2017項目展開。
3.1測試結果初步確認
首先確認試驗室本底噪聲是否符合要求。為防止電波暗室的本底噪聲出現偶然現象,進行多次重復測試,圖4為測試結果。由測試結果可得出電波暗室的本底噪聲合格,排除試驗室因素。在此后查找中磁場天線極化均為與車輛平行方向。
之后汽車分別掛oN擋和oFF擋,由轉臺輪轂帶動車輛進行測試,速度設定為40km/h。圖5、圖6為測試結果。
為確保結果的準確性,對車輛oN擋、oFF擋狀態(tài)均進行多次重復測試。初次測試出現少量尖峰信號,多次測試后,信號穩(wěn)定出現類似的梳狀信號,該信號完全沿本底曲線趨勢出現,此次測試中倍頻信號之間頻率相差0.136MHz左右,對車輛零部件分析之后無法確認該頻率的信號由何發(fā)出。
測試查找結論:信號與試驗場地無關,車輛oFF擋狀態(tài)測試結果已出現類似的梳狀信號,考慮信號是由帶常電的零部件引起,接下來對車輛oFF擋狀態(tài)采取措施。
3.2車輛低壓部件分析
第一步:斷車輛低壓電,輪轂帶動車輛,速度40km/h,測試頻段3~30MHz,測試結果如圖7所示。
由圖7可看出車輛斷低壓電后,信號未發(fā)生改變。車輛下電后按照原理解析應已無工作的零部件,接下來嘗試分析低壓部件。后續(xù)車輛狀態(tài)及測試位置均與此次相同。
第二步:斷車輛MCU,測試結果如圖8所示。
由圖8可看出,斷MCU對信號沒有影響。接下來在MCU斷開的情況下,斷開DC線,測試后發(fā)現信號未發(fā)生改變,恢復MCU及DC線。
第三步:斷FCU低壓,測試結果如圖9所示。
由圖9測試結果看也排除了FCU的影響。
第四步:斷電機低壓線,低壓線口鋁箔屏蔽,測試結果如圖10所示。
測試后發(fā)現信號未發(fā)生改變,恢復汽車為原始狀態(tài)。
測試查找結論:該信號與低壓部件無相關性。
3.3車速、運行時間分析
在測試結果初步確認中提到,oN擋、oFF擋初次測試時,會出現少量尖峰信號。接下來在車速和運行時間等方面展開分析。
首先,放置車輛足夠長時間至完全冷卻,車速5km/h,車輛右側面測試結果如圖11所示。后續(xù)測試天線狀態(tài)與此次相同。
結果曲線中高頻段沒有尖峰信號。
之后,車輛預熱,維持車速5km/h運行一段時間后再次進行測試,發(fā)現結果中出現尖峰信號,測試結果如圖12所示。
接下來進行車速20km/h的測試,測試頻段3~30MHz,測試結果如圖13所示。
此時梳狀信號已完全出現,只是信號強度不大,繼續(xù)車速40km/h的測試,結果相似。
測試查找結論:車輛充分預熱后,狀態(tài)趨于穩(wěn)定,梳狀信號開始出現,考慮信號可能與電機相關:而對車輛不同速度測試結果不同,考慮信號可能與輪速傳感器相關。
3.4汽車高壓部件、輪速傳感器分析
首先對電機進行處理[2],拆三相、電機加屏蔽、三相蓋屏蔽、電機體搭鐵,轉轂帶動車輛,速度40km/h,車輛右側面測試結果如圖14所示。
測試結果也排除了電機的因素。
接下來分析輪速傳感器,需先確認是前輪還是后輪輪速傳感器。
車輛oFF擋狀態(tài),轉轂帶動車輛,車輛后輪不動,速度20km/h,測試結果未發(fā)生變化。
車輛oFF擋狀態(tài),轉轂帶動車輛,車輛前輪不動,速度20km/h,測試通過。測試結果如圖15所示。
通過車輛前輪動和后輪動兩種狀態(tài)的測試,確認信號由前輪轉動引起。
接下來驗證前輪輪速傳感器,車輛狀態(tài)為前輪動,拔輪速傳感器,分5km/h、60km/h兩種速度進行測試,圖16、圖17為測試結果。
測試后發(fā)現,兩種不同速度的結果中依舊存在梳狀信號,排除了輪速傳感器的因素。
測試查找結論:信號與電機、輪速傳感器無關,是由車輛前輪轉動引起。
3.5車輛前輪分析
恢復車輛為原始狀態(tài)。
首先將車輛前后輪胎對換,分別進行轉轂帶動車輛前輪(原后輪胎)、帶動車輛后輪(原前輪胎)兩種狀態(tài)的測試,速度60km/h,圖18、圖19為測試結果。
根據車輛調換前后輪胎的4組測試結果對比,可得出梳狀信號是由車輛原前輪胎引起。更換原前左、右輪胎,再次進行測試,最終確認信號由原前右輪胎引起。
測試查找結論:信號由車輛原前右輪胎引起。
3.6結果確認
對車輛原右輪胎進行分析。
將該輪胎安裝在其他符合標準但型號不同的車輛上,依次進行磁場輻射發(fā)射的測試,車速40km/h,無任何梳狀信號出現。將該輪胎安裝回原車輛上,再次進行測試,發(fā)現梳狀信號復現。
對該輪胎進行外觀檢查,發(fā)現輪胎上扎有一個釘子,并且是車輛進入試驗場地前已確認存在,因擔心拔出釘子會損壞輪胎,故未對釘子進行處理?，F考慮信號是由于釘子影響胎壓傳感器而引起的。
測試結論:由于試驗室需繼續(xù)進行試驗,決定將該輪胎返回車廠進行檢查。最終結論是車輛運行中,輪胎上的釘子引起胎壓傳感器接收信號不穩(wěn),進而產生了梳狀信號,而不同車型由于配置構造不同,對胎壓傳感器的影響不同,最終結果出現不同。這也表現出了車輛的復雜性。
4結語
新能源電動汽車在國內得到大力發(fā)展和應用,但其本身是一個復雜的大型電子設備,發(fā)出的電磁干擾也存在多樣性。本文通過對汽車低壓部件、高壓部件、車輛運行速度以及運行時間等的分析,實現了對零部件的管控,最終完成了對車輛的整改。
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