E-mark認(rèn)證新舊法規(guī)對整車電磁兼容要求的差異分析

吳銀花 萬宇明 王春林（國家輕型電動車及電池產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心，江蘇 無錫 214000）

E-mark認(rèn)證新舊法規(guī)對整車電磁兼容要求的差異分析

吳銀花 萬宇明 王春林（國家輕型電動車及電池產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心，江蘇 無錫 214000）

ECE R10與97/24/EC分別是E-mark認(rèn)證新舊法規(guī)中對電磁兼容要求。文章主要針對電動車整車試驗(yàn)項(xiàng)目，較詳細(xì)地分析和介紹了二者之間的差異，包括被測樣品的配置模式、新增項(xiàng)目以及原有項(xiàng)目的不同點(diǎn)。

E-mark；認(rèn)證；電磁兼容；差異

1.引言

自2016年1月1日起，歐洲議會及歐盟理事會于2013年發(fā)布的168/2013號法規(guī)——《兩輪或三輪車和四輪車型式認(rèn)證和市場監(jiān)管》已正式實(shí)施，新法規(guī)適用于所有的L1e～L7e類車輛（兩輪、三輪和四輪）。

電磁兼容（EMC）方面，在44/2014號法規(guī)（168/2013號法規(guī)關(guān)于L類車輛結(jié)構(gòu)和一般認(rèn)證要求的補(bǔ)充條款）中，明確指出ECE R10電磁兼容法規(guī)應(yīng)為強(qiáng)制要求并替代歐洲議會及理事會1997年6月17日指令97/24/EC第8章兩輪或三輪摩托車電磁兼容性。

相比97/24/EC，ECE R10內(nèi)容上發(fā)生了較大的變化，不僅增加了不少試驗(yàn)項(xiàng)目，且原有的試驗(yàn)項(xiàng)目也有了些變化。本文主要針對整車試驗(yàn)項(xiàng)目，較詳細(xì)地分析了新舊法規(guī)中對電磁兼容性要求的差異。

2.被測樣品（EUT）配置模式

ECE R10中，一個最明顯的變化是試驗(yàn)過程中EUT的配置模式，主要分為以下兩種。

一是非REESS并網(wǎng)充電模式（other than REESS charging mode coupled to the power grid）。REESS并網(wǎng)充電模式是ECE R10中新增加的EUT配置模式，指整車的正常充電模式。其中，"REESS"的是指可充電的能量存儲系統(tǒng)，它為整車的電推進(jìn)提供電能。規(guī)范中明確要求，在整個試驗(yàn)過程中，其充電狀態(tài)（SOC）應(yīng)保持在最大SOC的20%～80%。這可能會導(dǎo)致分不同的子頻段進(jìn)行測試，因?yàn)樾枰獙㈦姵胤烹?，使下一子頻段內(nèi)樣品的充電狀態(tài)符合要求。

二是REESS并網(wǎng)充電模式（REESS charging mode coupled to the power grid）。而非REESS并網(wǎng)充電模式，顧名思義，是指除REESS并網(wǎng)充電模式外的其他模式，包含電動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)和上電且電動機(jī)不運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)等，該部分與97/24/EC基本一致。

3.新增試驗(yàn)項(xiàng)目

ECE R10中，另一個重要變化是，增加了不少試驗(yàn)項(xiàng)目。表1中列出了新舊法規(guī)中試驗(yàn)項(xiàng)目對應(yīng)情況。為了便于比較，表1中97/24/EC試驗(yàn)

項(xiàng)目的EUT配置模式均顯示為非REESS并網(wǎng)充電模式（二者內(nèi)容上一致）。

表1 試驗(yàn)項(xiàng)目比較

從表1中可以看出，ECE R10中增加了整車AC端產(chǎn)生的諧波電流等5個試驗(yàn)項(xiàng)目，且該5個項(xiàng)目中EUT的配置均為該法規(guī)中新增的REESS并網(wǎng)充電模式，即均是樣品充電狀態(tài)下對其電源端口（AC或DC）的試驗(yàn)項(xiàng)目。因此對充電線纜的布置有嚴(yán)格的布置要求：充電線纜一端連接至EUT，一端通過相關(guān)測試設(shè)備連接至電源，且置于參考地平面上方100±25mm絕緣支架上，距離車身至少100mm處，當(dāng)線長大于一定長度（對于諧波電流和電壓變化、電壓波動和閃爍試驗(yàn)是10m，其余為1m）時，應(yīng)以最大0.5m寬的Z型進(jìn)行折疊。圖1是整車AC和DC端電快速瞬變脈沖群試驗(yàn)布置圖。

圖1 整車AC和DC端電快速瞬變脈沖群試驗(yàn)布置圖

3.1 整車AC端產(chǎn)生的諧波電流

該試驗(yàn)項(xiàng)目是測試整車在REESS并網(wǎng)充電模式下通過AC電源線產(chǎn)生的諧波電流，對于充電時每相輸入電流≤16A的情況，按照IEC 61000-3-2的A類設(shè)備進(jìn)行測試。對于充電時每相輸入電流＞16A且≤75A的情況，按照IEC 61000-3-12進(jìn)行測試。其中，試驗(yàn)觀察周期應(yīng)按照IEC 61000-3-2中表4的準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)設(shè)備類型進(jìn)行設(shè)置，測試應(yīng)覆蓋40次以內(nèi)的奇次和偶次諧波電流。

3.2 整車AC端電壓變化、電壓波動和閃爍

該試驗(yàn)項(xiàng)目是測試整車在REESS并網(wǎng)充電模式下通過AC電源線產(chǎn)生的電壓變化、電壓波動和閃爍，對于充電時每相輸入電流≤16A且無條件接入的情況，按照IEC 61000-3-3進(jìn)行測試；對于充電時每相輸入電流＞16A且≤75A、且無條件接入的情況，按照IEC 61000-3-11進(jìn)行測試。其中，試驗(yàn)參數(shù)包括短期閃爍值Pst、長期閃爍值Plt和相對電壓變化（dc,dt,dmax）。

3.3 整車AC/DC端射頻傳導(dǎo)騷擾

該試驗(yàn)項(xiàng)目是測試整車在REESS并網(wǎng)充電模式下通過AC或DC電源線產(chǎn)生的射頻傳導(dǎo)騷擾，按照CISPR16-2-1中落地式設(shè)備進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)通過頻譜分析儀或掃描接收機(jī)進(jìn)行，必須使用平均值檢波器和準(zhǔn)峰值/峰值檢波器測量（若使用的是峰值檢波器，則應(yīng)采取20dB的校正因子，即準(zhǔn)峰值限值提高20dB作為峰值限值）。

3.4 整車AC和DC端電快速瞬變脈沖群&浪涌(沖擊)抗擾度

該兩項(xiàng)試驗(yàn)是用于驗(yàn)證整車電子系統(tǒng)抗擾度的試驗(yàn)。電快速瞬變脈沖群抗擾度是按照IEC 61000-4-4的方法，浪涌(沖擊)抗擾度試驗(yàn)是按照IEC 61000-4-5的方法，均通過耦合去耦網(wǎng)絡(luò)（CDN），給

整車的AC/DC電源線施加對應(yīng)的干擾信號，并監(jiān)控整車的狀態(tài)。

施加的電快速瞬變脈沖群信號如下：試驗(yàn)電壓是±2kV（上升時間5ns，保持時間50ns），重復(fù)率為5kHz，至少施加1min。施加的浪涌(沖擊)信號如下：對于AC端，試驗(yàn)電壓是線對地±2kV、線對線±1kV，其上升時間為1.2μs，保持時間為50μs，以最大1min的脈沖間時間間隔在 0°、90°、180°、270°相位正負(fù)極性各施加5 次。

兩個試驗(yàn)期間，整車均工作在REESS并網(wǎng)充電模式下，電機(jī)不運(yùn)轉(zhuǎn)，且所有可能被駕駛者或乘客長久開啟的其他設(shè)備均應(yīng)關(guān)閉。如果在試驗(yàn)過程中，車輛未出現(xiàn)如表2所示的性能下降，則可認(rèn)為該車輛符合相關(guān)抗擾度要求。

表2 抗擾度試驗(yàn)性能下降表現(xiàn)——REESS并網(wǎng)充電模式

4.原有項(xiàng)目的變化

從表1中還可以看出，ECE R10與97/24/EC中均含有整車寬帶電磁輻射發(fā)射等三項(xiàng)試驗(yàn)。但二者之間也有不少差異，如整車寬帶電磁輻射發(fā)射和整車電磁輻射抗擾度試驗(yàn)，非REESS并網(wǎng)充電模式和REESS并網(wǎng)充電模式下均需進(jìn)行測試。

在非REESS并網(wǎng)充電模式下，上述3項(xiàng)試驗(yàn)中EUT的運(yùn)行狀態(tài)、試驗(yàn)布置等均與97/24/EC一致，因此本文不詳細(xì)敘述。在REESS并網(wǎng)充電模式下，相比非REESS并網(wǎng)充電模式多了充電線纜的布置，這部分可參考前述的新增項(xiàng)目中充電線纜的布置，只是充電線纜的一端通過人工網(wǎng)絡(luò)（需用50Ω負(fù)載端接人工網(wǎng)絡(luò)的測量端口）連接至電源，而非測試設(shè)備。

4.1 整車寬帶電磁輻射發(fā)射

除EUT配置模式外，二者采用的檢波器也有所不同，97/24/EC中必須使用準(zhǔn)峰值檢波器，而ECE R10中可使用準(zhǔn)峰值檢波器或峰值檢波器，若使用峰值檢波器，則應(yīng)采取20dB的校正因子，即準(zhǔn)峰值限值提高20dB作為峰值限值。

另外，二者選取典型試驗(yàn)頻率點(diǎn)的方式有所不同。在97/24/EC中是選取固定的11個典型試驗(yàn)頻率點(diǎn)，而在ECE R10中是分為14個子頻段，在每個子頻段內(nèi)選出最大發(fā)射值所對應(yīng)的頻率點(diǎn)作為典型試驗(yàn)頻率點(diǎn)，如表3所示。

4.2 整車窄帶電磁輻射發(fā)射

與整車寬帶電磁輻射發(fā)射試驗(yàn)類似，選取典型試驗(yàn)頻率點(diǎn)的方式有所不同，在97/24/EC中是分為11個子頻段，而在ECE R10中是分為14個子頻段，在每個子頻段內(nèi)選出最大發(fā)射值所對應(yīng)的頻率點(diǎn)作為典型試驗(yàn)頻率點(diǎn)，如表4所示。

表3 整車寬帶電磁輻射發(fā)射試驗(yàn)頻率點(diǎn)

表4 整車窄帶電磁輻射發(fā)射試驗(yàn)頻率點(diǎn)

4.3 整車電磁輻射抗擾度

除EUT配置模式外，在非REESS并網(wǎng)充電模式下，二者的EUT運(yùn)行狀態(tài)也不同。97/24/EC中，EUT需以測試機(jī)構(gòu)和制造商預(yù)先商定的穩(wěn)定車速運(yùn)轉(zhuǎn)；而ECE R10中，EUT要求以50Km/h的穩(wěn)定車速運(yùn)轉(zhuǎn)（對于L1和L2類車輛以25Km/h的穩(wěn)定車速）。

第二個不同點(diǎn)是試驗(yàn)頻率范圍和調(diào)制方式。97/24/EC中試驗(yàn)頻率范圍是20MHz～1000MHz，且給出了12個典型試驗(yàn)頻率點(diǎn)：27、45、65、90、150、180、220、300、450、600、750、900MHz±10%，即試驗(yàn)主要針對以上典型頻率點(diǎn)。而ECE R10中試驗(yàn)頻率范圍是20MHz～2000MHz，且試驗(yàn)是針對整個頻率范圍，以ISO 11451-1給出的頻率步長為間隔。對于調(diào)制方式的差異，如表5所示。

表5 整車電磁輻射抗擾度試驗(yàn)-調(diào)制方式

第三個不同點(diǎn)是判定準(zhǔn)則。97/24/EC中判定準(zhǔn)則如下：如果在按照要求進(jìn)行的測試中，車輛驅(qū)動輪的速度沒有異常變化，沒有可能誤導(dǎo)其他道路使

用者的操控非正常工作跡象，沒有其它明顯可能導(dǎo)致車輛直接操控非正常工作的現(xiàn)象，車輛被視為滿足必要的抗擾度要求。相比之下，ECE R10中的判定準(zhǔn)則比較詳細(xì)，針對不同組件都給出了具體的失效現(xiàn)象，如表6所示，對于REESS并網(wǎng)充電模式見表2。

表6 整車電磁輻射抗擾度判定準(zhǔn)則-ECE R10（非REESS并網(wǎng)充電模式）

5.結(jié)語

ECE R10與97/24/EC的最主要變化是ECE R10中新增的EUT配置模式——REESS并網(wǎng)充電模式。從而新增了整車AC端產(chǎn)生的諧波電流等針對電源端口的5個試驗(yàn)項(xiàng)目，且原有的整車寬帶電磁輻射發(fā)射等試驗(yàn)項(xiàng)目也要在不同的EUT配置模式下進(jìn)行試驗(yàn)?？偠灾?，相比97/24/EC，ECE R10在內(nèi)容上有了大規(guī)模的變化，試驗(yàn)項(xiàng)目增加至2～3倍，要求更加嚴(yán)格，同時也有不少細(xì)節(jié)方面的變化。

編輯：傅金睿