如何解決新能源汽車中EMC的問題

為了降低石油依賴，促進節(jié)能減排，推動汽車產(chǎn)業(yè)跨越式發(fā)展和提升國際競爭力，我國將發(fā)展新能源汽車劃為交通領(lǐng)域的重大舉措之一。與此同時，新能源汽車對相關(guān)標準的符合性也成了關(guān)注的一大重點。今年4月，國家強制要求新申報的新能源汽車必須符合EMC的國家標準。因此，新能源汽車的EMC測試及其解決方案成了各大汽車廠商和零部件供應(yīng)商亟需面對的問題。

按國家標準要求，整車EMC一般需要滿足GB14023-2011和GB/T18387-2008的要求。

1、GB14023-2011

GB14023-2011要求的被測車輛處于兩種運行模式：分別為“上電且發(fā)動機不運轉(zhuǎn)”模式和“發(fā)動機運轉(zhuǎn)”模式。

“上電且發(fā)動機不運轉(zhuǎn)”模式要求，車上的電器設(shè)備全部開啟，只有發(fā)動機不運轉(zhuǎn)但處于開關(guān)已經(jīng)打開的狀態(tài)，等同于車輛處于怠速狀態(tài)。該狀態(tài)一般不需要司機在駕駛位上。在按照標準的平均值限值時采用該模式。

“發(fā)動機運轉(zhuǎn)”模式要求，車輛以40km/hr的車速恒速運行，該狀態(tài)要求有司機在駕駛位上操控并踩油門使車輛維持在40km/hr的車速運行。在按照標準的峰值限值時采用該模式。

標準要求測試天線的位置分為水平極化和垂直極化兩個方向，由于新能源車輛相對一般的其他產(chǎn)品形體較大，所以試驗通常在10米法的暗室進行。

由于試驗頻段從30MHz到1GHz，一般測試的樣品數(shù)量為單個，所以標準特別規(guī)定，要求對單個樣品的測試結(jié)果比規(guī)定限值至少低2dB。在實驗室認證測試的時候，該限值一般已經(jīng)下調(diào)了2dB，這樣可以直觀地從測試波形圖上看出是否達到2dB的裕量要求。另一方面，根據(jù)標準需要測試車輛的左右兩側(cè)的限值，有條件的測試3個正交面，所以按照標準測試，至少需要8組結(jié)果。

2、GB/T18387-2008

GB/T18387-2008規(guī)定了電場發(fā)射和磁場發(fā)射的限值，頻段為9kHz-30MHz。標準要求車輛在16km/hr和64km/hr的穩(wěn)定車速下進行測試。

與此同時，需要分別采用棒狀天線和環(huán)狀天線去測試電場強度和磁場強度，而且還需對電場的垂直方向和磁場的3個正交方向進行測試，然后在車輛的4個面再進行重復(fù)測試。由此最終得到24組測試結(jié)果。

新能源車上影響EMC的因素比較復(fù)雜，但從其測試結(jié)果的曲線上可以分析具體的干擾源。針對不同的干擾源采取不同的EMC措施，這樣可以使EMC方案更經(jīng)濟適用，呈現(xiàn)更好的效果。

一般來說，新能源車上的電子電控設(shè)備都可能是EMC的干擾源，主要有電機、電機控制器、主控制器、輔助電機控制器(含DC/DC)、空調(diào)、BMS、充電機、高壓配電柜、操控臺面板、車載娛樂設(shè)備等，同時相應(yīng)的電纜走線方向和走線形式、接口或接頭的不當連接也可能成為局部的EMC干擾源。

在實施EMC的解決措施之前，首先需要根據(jù)預(yù)掃描的結(jié)果，判斷超標的頻段干擾源，找到干擾源后再對癥下藥地采取措施。

EMC的基本應(yīng)對措施有屏蔽、吸收、搭鐵。

屏蔽的本質(zhì)是避免干擾源產(chǎn)生的干擾發(fā)射或傳導(dǎo)出來，使其不被接收機接收到，從而降低干擾限值。在實際處理時，需要判斷可能造成泄漏的孔縫，然后減小孔縫的大小;或者使產(chǎn)品裝配和安裝在電氣連接上時杜絕孔縫的形成;另外還可以利用車架的低阻抗回路增強屏蔽效果。

吸收是將干擾源的干擾就近吸收，使其不會沿著導(dǎo)線和空間向外輻射。這樣既不會干擾內(nèi)部電路，也不會干擾外部電子設(shè)備，同樣可以達到降低干擾限值的效果。

搭鐵是提供一個干擾的低阻抗回路，使干擾經(jīng)過較短的低阻抗通路就回到干擾源，借此減少對外的干擾，降低干擾限值。

還有一類措施是直接從干擾源本身去處理，這需要在設(shè)計初期就進行充分考慮。降低產(chǎn)生干擾的可能性，使產(chǎn)品產(chǎn)生的干擾非常小甚至不會產(chǎn)生干擾，這是最徹底的解決方式，但往往會相應(yīng)地導(dǎo)致性能降低或成本升高。該方案一般不適于后期處理。

最后，為了保證批量供貨的產(chǎn)品也能夠滿足EMC標準的要求，需要將整體改進措施再落實到設(shè)計文件中，從而保證批量供貨的產(chǎn)品符合標準要求。各廠商需與整車廠協(xié)商如何在整車安裝時保證措施貫徹到位，尤其是在整車廠裝配時實施的有關(guān)屏蔽和搭鐵的措施。