新能源汽车电磁兼容检测认证方法的研究

郭梦伊

（南京市产品质量监督检验院，江苏南京，210000）

0 前言

新能源汽车是实现人类绿色发展的重要交通工具，近年来有较大发展。随着世界大部分国家同意减少碳排放，各国今后将采取具有约束力的共同政策。汽车工业作为当下支撑国内国民经济发展的重要行业，未来新的发展高潮必将是新能源汽车，新能源电磁兼容检测直接关系到新能源汽车的稳定发展，基于此，加强新能源汽车电磁兼容检测迫在眉睫，需要深入研究总结方法、对策。

1 新能源汽车组成

新能源汽车自身结构复杂，包含点火、发电、电机等众多组成部分，在使用过程中会产生各类辐射，影响到正常使用性能，而且辐射干扰还会对车辆的可靠性造成影响，影响下的汽车部件和组件运转会发生异常。于是，更好地使用具有高度干扰性质的新型电动动力、混合动力和燃料电池与新车辆内的电力推进系统，以及将高压推进器（DC/DC，DC/AC 等）与外部世界重叠，设计和扩展陶瓷微电路，成为数十年乃至一百年以来需要解决的重要问题。辐射干扰的类型复杂，例如，其可以释放出各种各样的频谱和干扰，或数十千赫、数百兆赫，甚至连无线电频率段都比其他车辆的控制器高，甚至会对周围的其他车辆产生影响，危及到交通安全，造成不必要的交通事故。因此，在汽车开发的过程中，工程师需要对零部件进行实际、可靠的测试，让车辆所携带的全部装置能够满足兼容标准。

世界卫生组织（WHO）将电磁辐射列为仅次于噪音、水和大气的第四大环境组织。尽管汽车制造厂商和零部件制造商都进行了新能源汽车的电磁兼容性测试，但业主投诉的问题依然存在。混合动力汽车等新能源汽车也正在遭受危机，此外，虽然干扰电磁并不会对除新能源汽车装置外的人体和环境造成危害，但消费者仍对其保持恐惧情绪。

2 电磁兼容性的基本定义

电磁干扰的来源多种多样，干扰也时有发生，如果电气设备在系统中平稳、正常地运行，而不受电磁干扰的影响，就可以满意地说，该系统的电气设备是相互兼容的。然而，由于功能的多样性、结构的复杂性、电力装置的功率和频率的增加以及敏感性的提高，这种本应普遍和多样化的情况变得难以实现。为了达到电磁兼容性，系统必须以系统的电磁环境为基础，要求每个电磁设备不超过阈值，并具有一定的抗干扰能力，只有两者都符合，才能保证系统的完全兼容性。

电磁兼容性的科学意义总结如下：“通用电磁环境中的设备（子系统、系统），共同执行各自的职能。换句话说，该设备不应导致在同一电磁环境中从其他设备进行电磁排放后达到电平降低的效果，也不应导致同一电磁环境中任何其他设备（子系统或系统）遭受未经授权的电平降低。”

3 影响新能源汽车电磁兼容性的因素分类

新能源汽车电磁干扰问题的存在是制约新能源汽车发展的关键，就新能源汽车电磁干扰问题现状来看，汽车内高压系统的电磁干扰最为严重，主要在于新能源汽车搭载的驱动电机、电机控制、电池以及空调系统等高功率的电子设备，此外，例如BMS、VMS、ECU 等也会在运行过程中发出电磁干扰，受到外部电磁干扰是也会丧失正常使用功能，造成新能源汽车故障，如果新能源汽车正在行驶过程中，很可能会直接威胁到驾驶者的生命安全。下面将新能源汽车电磁兼容性的影响因素总结为以下几类进行介绍。

3.1 车内的电磁干扰

汽车内部的电磁兼容性干扰有很多方面，包括，汽车的电磁干扰。当车辆高速行驶时，由于汽车的速度非常快，空气被高速摩擦，车辆表面产生静电电荷，其分布和静电放电可能干扰车辆的电子兼容性。其原因大致可总结为以下四类，第一是电源线和接地原因；第二是导线或者信号线之间发生了串联；第三是热耗散性或电子设备内部部件的稳定性原因；第四是大功率元素产生的一系列电场和磁场相互串联原因。

3.2 车外的电磁干扰

影响车辆电子兼容性的车辆外部电磁干扰主要是车辆在行驶过程中所遇到的各种外部电磁干扰。就像高压电线、高压传输站的电磁干扰和高功率无线电传输站的电磁干扰，甚至是附近有两辆车造成的电磁干扰。

3.3 车内电子设备干扰

车辆驾驶时的干扰不仅包括静电干扰，还包括车辆的各种电子设备的相互作用——电子元件的电子噪声和车辆发动机运行所造成的干扰。最严重的问题是汽车点火系统。因此，据说车载电子设备的干扰在很大程度上会对汽车电磁兼容性产生干扰，这也是最常见的干扰，所以还需要进一步研究，以解决车辆内的电子设备的干扰问题和减少影响汽车车辆的电磁兼容性方面的问题。

4 汽车电磁兼容（EMC）标准

国家标准包括有四项有关车辆的电磁兼容性标准：分别是GB/T18387《电动车辆的电磁场辐射的限值和测量方法》，GB/T18655《车辆、船和内燃机无线电骚扰特性用于保护车载接收机的限值和测量方法》，GB14023《车辆、船和内燃机无线电骚扰特性用于保护车外接收机的限值和测量方法》和GB/T17619《机动车电子电器组件的电磁辐射抗扰性限值和测量方法》。欧洲委员会发表了一项呼吁，要求就工业和材料技术（工业和先进材料技术）领域的研究和发展方案提出建议。其中，只有GB/T18387 特别关注电动汽车，这符合美国汽车工程师协会的SAEJ551-5 标准“测量电磁场、电场强度和电动汽车功率水平”。

5 新能源汽车电磁兼容性检测认证方法分析

5.1 电机控制器的EMC 整改

控制板和驱动功率板做了一些修正：框架引入了过滤器，在地面上处理与振动干扰来源晶体，而控制板上安装了一个电缆，注意屏幕过滤器是放置在干扰的来源附近；对于功率板的功率模块部分，已经采取了额外的措施来减少电线的中断速度，从而减少它在电磁干扰下产生的能量。关于控制框架，因此产生的电磁干扰功率模块非常高，也是板电磁干扰的主要来源的控制装置，发动机的电磁干扰功率模块的解决方案变得至关重要；在可能的情况下，发动机的控制应使用保护和密封性系统，发动机的控制应尽可能加强，以扩大地面区域。因为控制上的命令信号具有强烈的电磁干扰作用，连接到发动机控制输出的发动机三相线被一条保护线屏蔽，并对车辆的其他电子设备产生严重影响。

5.2 电源变换器DC-DC 的EMC 整改

DC-DC 功率转换器也是干扰的主要来源之一，由于其输入是高压输入，输出是大电流输出，再加上其内部功率管在通断时会产生很大的脉冲干扰，因此，当制定一个程序时，必须仔细考虑，尝试一种综合的处理方法，考虑到干扰和干扰路径的程序等。处理方法如下：控制面板应合理规划多氯联苯的在线位移，尽可能隔离易受干扰的信号，避免大量外部干扰。即使在DC 内部，光束的使用也应尽可能少，即使不能避免，也应尽可能少。如果控制面板上有很高的电位，可以避免这些中断造成的干扰，以便尽可能延长中断的时间。如果空间允许，可以从内部过滤输入和输出的水，以减少DC 的内部干扰。由于DC-DC 在其运行过程中受到大量的干扰和干扰，因此可以使用保护系统来排除任何空间辐射的可能性。DC-DC作为一种特殊的产品，目前还没有统一的电磁兼容性测试规范，特别是在传输测试方面。因为根据常规的理解，可以这样做只是骚扰输入传输测试，但由于电力是车载电子设备供电，其质量好坏，许多电子设备会直接影响机组的稳定与否，所以测试项目应尽可能干扰，也要对其输出端做传导骚扰的测试。但其功率密度不可避免地产生巨大的电磁干扰，所以除了专员相应所需的电路板上，也必须加强屏蔽结构，也就是说，它的外壳，金属和阻止必须良好，这样就可以屏蔽电磁辐射骚扰内部空间中泄露出来。

5.3 驱动电机与空调系统的电磁兼容性测试方法

发动机在运行时非常强大，也可能会造成严重的干扰，所以它也是很大的干扰源之一。可以按照下面思路来处理：对电机的三相线要做屏蔽，而且要两端接地；要加强发动机外壳的地层，最好有更多更好的地层。发动机控制线路也需要遏制，因为，如果不这样做，其他控制器的控制信号也可以发射干扰信号，从而控制交通安全受到损害。即使是新能源汽车，空调系统也非常强大，包括空调通风机、冷凝和压缩机，因此会造成严重的干扰，也是一个需要单独且合理处理的问题。电缆也必须包括在EMC 计划中，同时也要预留一些措施，注意信号线和干扰线的单独处理。

6 结束语

新能源汽车属于当下全球范围内研究的重要领域，电磁兼容性问题作为制约其进一步发展的关键问题，值得深入研究找到合适的电磁兼容性认证和处理方法，以减轻电磁兼容性的负面影响，保障新能源汽车的稳定性，也为新能源汽车在全球范围内的深入研究和应用提供帮助。