鄭淳允

摘 要：當(dāng)前隨著汽車(chē)技術(shù)的不斷發(fā)展，汽車(chē)電子電器的部件越來(lái)越多，汽車(chē)EMC問(wèn)題日益突出，如何解決汽車(chē)EMC問(wèn)題是保證汽車(chē)質(zhì)量的關(guān)鍵一環(huán)。本文主要結(jié)合作者的經(jīng)驗(yàn)對(duì)汽車(chē)EMC問(wèn)題如何整改進(jìn)行論述。

關(guān)鍵詞：EMC EMC標(biāo)準(zhǔn) EMC三要素

1 EMC基本概念

EMC（Electromagnetic Compatibility）即電磁兼容，是指設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作且不對(duì)該環(huán)境中任何事物構(gòu)成不能承受的電磁騷擾的能力。

因此，EMC可以分為兩部分，即電磁騷擾EMI（Electromagnetic Interference）和電磁敏感性EMS（Electromagnetic Susceptibility）。

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)需要具體一定的抗干擾能力。

2 汽車(chē)EMC試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

2.1 國(guó)內(nèi)汽車(chē)整車(chē)EMC標(biāo)準(zhǔn)

目前我們國(guó)內(nèi)汽車(chē)整車(chē)公告法規(guī)涉及的EMC標(biāo)準(zhǔn)主要有兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，見(jiàn)表1。

其中標(biāo)準(zhǔn)GB 34660-2017適合所有7座以下的乘用車(chē)，包括燃油車(chē)和電動(dòng)車(chē)，而標(biāo)準(zhǔn)GB/T18387-2017僅適用于純電動(dòng)汽車(chē)、混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)和燃料電池汽車(chē)等類(lèi)型的電動(dòng)車(chē)輛。

以上兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)具備EMI和EMS方面的試驗(yàn)，其試驗(yàn)頻段覆蓋了150kHz-1GHz。

2.2 歐美整車(chē)EMC標(biāo)準(zhǔn)

我國(guó)GB/T 18387-2017標(biāo)準(zhǔn)主要以美標(biāo)SAE J551-5為參考修訂而成，GB 34660-2017標(biāo)準(zhǔn)主要以ECE R10.03版為參考修訂而成。當(dāng)前歐共體關(guān)于汽車(chē)整車(chē)主要涉及的是ECE R10法規(guī)，目前執(zhí)行的法規(guī)是R10.05版，ECE R10.05法規(guī)要求的整車(chē)EMC試驗(yàn)項(xiàng)目見(jiàn)表2。

3 汽車(chē)EMC問(wèn)題整改思路

3.1 EMC問(wèn)題三要素

干擾源、干擾路徑和敏感設(shè)備被稱(chēng)為EMC三要素。汽車(chē)上EMC問(wèn)題基本上都可以從這三要素進(jìn)行分析解決。

當(dāng)汽車(chē)出現(xiàn)EMC問(wèn)題時(shí)，可以依照下述步驟和方法對(duì)問(wèn)題進(jìn)行排查分析：

1）排查產(chǎn)生EMC干擾信號(hào)的干擾源;

2）排查干擾信號(hào)的傳播路徑;

3）排查受到干擾的設(shè)備或系統(tǒng)。

目前對(duì)于新能源車(chē)來(lái)說(shuō)，主要的干擾源來(lái)自于高壓部件，例如電驅(qū)系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)、DCDC和IPS等。對(duì)于燃油車(chē)來(lái)說(shuō)，主要的干擾源來(lái)自于控制器，例如全景控制器、音響娛樂(lè)主機(jī)、電機(jī)等。

4 汽車(chē)EMC問(wèn)題整改方法

汽車(chē)EMC問(wèn)題通過(guò)排查產(chǎn)生EMC干擾信號(hào)的干擾源、干擾信號(hào)的傳播路徑以及受到干擾的設(shè)備或系統(tǒng)等方法，采用濾波、屏蔽、隔離和更換材料等措施來(lái)解決EMC問(wèn)題。

4.1 通過(guò)解決干擾源方法

某車(chē)型在進(jìn)行整車(chē)EMC標(biāo)準(zhǔn)GB 34660-2017窄帶輻射發(fā)射測(cè)試時(shí)超標(biāo)，通過(guò)用手持式頻譜對(duì)車(chē)上各個(gè)部件進(jìn)行排查，發(fā)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的干擾與整車(chē)測(cè)試時(shí)的干擾源基本吻合，因此我們初步定位干擾源為空調(diào)控制器。

我們對(duì)空調(diào)控制器進(jìn)行了單獨(dú)測(cè)試，主要不通過(guò)的頻率在30MHZ-200MHZ頻段，測(cè)試數(shù)據(jù)如圖1所示，通過(guò)數(shù)據(jù)分析，可以看出各頻點(diǎn)之間存在倍頻的關(guān)系。

從圖1可知，超標(biāo)的頻率主要是78MHz，其中準(zhǔn)峰值干擾比限值超出了2dB，平均值干擾比限值超出了6dB，其余比較高的頻率均為倍頻關(guān)系，見(jiàn)表3所示。

通過(guò)對(duì)空調(diào)控制器內(nèi)部的進(jìn)一步分析和診斷，找到了干擾源為鼓風(fēng)機(jī)控制芯片內(nèi)部DSP電路噪聲干擾。

根據(jù)干擾點(diǎn)，采用切斷干擾路徑和對(duì)干擾源進(jìn)行濾波處理的方法進(jìn)行干擾抑制，如圖2所示。

通過(guò)以上整改，對(duì)空調(diào)控制器進(jìn)行重新測(cè)試，測(cè)試結(jié)果符合要求，整改措施有效，如圖3所示。

由圖3可知，之前超標(biāo)的78MHz干擾已經(jīng)完全消失，中準(zhǔn)峰值和平均值干擾比限值有20dB以上余量，其他倍頻干擾也得到了有效的扼制。

最后將整改后的空調(diào)控制器搭載到整車(chē)上，經(jīng)過(guò)整車(chē)重測(cè)，驗(yàn)證整改措施可以有效解決整車(chē)輻射發(fā)射超標(biāo)的問(wèn)題。測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)圖4所示。

從圖4的數(shù)據(jù)來(lái)看，峰值掃描的數(shù)據(jù)離平均值限值至少有5dB以上，測(cè)試結(jié)果合格，見(jiàn)表4所示。

4.2 通過(guò)整改傳播途徑方法

某車(chē)型在做整車(chē)EMC測(cè)試時(shí)出現(xiàn)了整車(chē)寬帶輻射發(fā)射超標(biāo)的EMC問(wèn)題，整車(chē)測(cè)試超標(biāo)的數(shù)據(jù)見(jiàn)圖5所示。

從圖5的數(shù)據(jù)上看，超標(biāo)的頻率主要是在32MHz，超出限值有4dB左右，見(jiàn)表5所示。

通過(guò)排查，我們發(fā)現(xiàn)造成不合格的問(wèn)題件為新能源電驅(qū)系統(tǒng)。對(duì)此，我們采取整改傳播路徑的方式進(jìn)行整改。

通過(guò)用手持式頻譜對(duì)電驅(qū)系統(tǒng)進(jìn)行掃描，我們發(fā)現(xiàn)電驅(qū)系統(tǒng)的低壓控制線干擾非常大，因此我們?cè)谠摼€束上增加了一個(gè)磁環(huán)，同時(shí)用銅箔對(duì)線束進(jìn)行屏蔽并接地處理，見(jiàn)圖6所示。

通過(guò)以上措施，我們對(duì)整改進(jìn)行了復(fù)測(cè)，之前超標(biāo)的頻點(diǎn)有接近7dB的余量，結(jié)果可以滿足標(biāo)準(zhǔn)的要求，見(jiàn)圖7和表6所示。

4.3 通過(guò)整改受干擾設(shè)備或系統(tǒng)的方法

某車(chē)型在做整車(chē)自兼容測(cè)試的時(shí)候，出現(xiàn)了遙控距離過(guò)短不滿足整車(chē)性能指標(biāo)要求的問(wèn)題。通過(guò)單獨(dú)對(duì)BCM和RKE進(jìn)行驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)BCM和RKE的遙控距離是完全滿足我們指標(biāo)要求的，因此懷疑是BCM受到車(chē)上其他部件的干擾導(dǎo)致問(wèn)題產(chǎn)生。

我們通過(guò)用手持式頻譜對(duì)BCM附近的各個(gè)部件進(jìn)行排查，發(fā)現(xiàn)跟BCM相近的T-BOX件在遙控工作頻率433MHz附近的干擾比較大，而且BCM和T-BOX相互之間的位置比較靠近，因此我們初步定位T-BOX影響到了BCM的接收。

為了驗(yàn)證問(wèn)題，我們把T-BOX的電源斷開(kāi)，再次在整車(chē)上驗(yàn)證遙控距離，結(jié)果是斷開(kāi)T-BOX后遙控距離完全滿足我們的要求。

考慮到整改T-BOX會(huì)增加驗(yàn)證的周期同時(shí)增加成本，我們最終考慮的方案是調(diào)整BCM的放置位置，使其跟T-BOX保持10cm以上的距離。最終通過(guò)整車(chē)布置的更改，我們對(duì)此方案進(jìn)行了驗(yàn)證，調(diào)整后的方案很效，整車(chē)的遙控距離達(dá)到了我們整改性能要求的指標(biāo)。

5 結(jié)束語(yǔ)

汽車(chē)技術(shù)發(fā)展日新月異，新能源汽車(chē)更是當(dāng)今汽車(chē)發(fā)展的主要趨勢(shì)，解決好汽車(chē)電磁兼容問(wèn)題是我們當(dāng)前急需解決的問(wèn)題，通過(guò)上面的三種方法，我們?cè)诜治龊徒鉀Q汽車(chē)EMC問(wèn)題就有了途經(jīng)和措施，使我們?cè)谄?chē)研發(fā)階段就能較好地解決整車(chē)EMC問(wèn)題，從而有效保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]GB 34660-2017 道路車(chē)輛 電磁兼容性要求和試驗(yàn)方法.

[2]GB/T 18387-2017電動(dòng)車(chē)輛的電磁場(chǎng)發(fā)射強(qiáng)度的限值和測(cè)量方法.

[3]ECE R10 關(guān)于車(chē)輛電磁兼容性能認(rèn)證的統(tǒng)一規(guī)定.