汽車EMC問題的整改思路和方法

鄭淳允

摘 要：當(dāng)前隨著汽車技術(shù)的不斷發(fā)展，汽車電子電器的部件越來越多，汽車EMC問題日益突出，如何解決汽車EMC問題是保證汽車質(zhì)量的關(guān)鍵一環(huán)。本文主要結(jié)合作者的經(jīng)驗(yàn)對汽車EMC問題如何整改進(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EMC試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

2.1 國內(nèi)汽車整車EMC標(biāo)準(zhǔn)

目前我們國內(nèi)汽車整車公告法規(guī)涉及的EMC標(biāo)準(zhǔn)主要有兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，見表1。

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

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EMC標(biāo)準(zhǔn)

我國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)于汽車整車主要涉及的是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EMC試驗(yàn)項(xiàng)目見表2。

3 汽車EMC問題整改思路

3.1 EMC問題三要素

干擾源、干擾路徑和敏感設(shè)備被稱為EMC三要素。汽車上EMC問題基本上都可以從這三要素進(jìn)行分析解決。

當(dāng)汽車出現(xiàn)EMC問題時(shí)，可以依照下述步驟和方法對問題進(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)。

目前對于新能源車來說，主要的干擾源來自于高壓部件，例如電驅(qū)系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)、DCDC和IPS等。對于燃油車來說，主要的干擾源來自于控制器，例如全景控制器、音響娛樂主機(jī)、電機(jī)等。

4 汽車EMC問題整改方法

汽車EMC問題通過排查產(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解決EMC問題。

4.1 通過解決干擾源方法

某車型在進(jìn)行整車EMC標(biāo)準(zhǔn)GB 34660-2017窄帶輻射發(fā)射測試時(shí)超標(biāo)，通過用手持式頻譜對車上各個(gè)部件進(jìn)行排查，發(fā)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的干擾與整車測試時(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。

我們對空調(diào)控制器進(jìn)行了單獨(dú)測試，主要不通過的頻率在30MHZ-200MHZ頻段，測試數(shù)據(jù)如圖1所示，通過數(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，見表3所示。

通過對空調(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。

通過以上整改，對空調(diào)控制器進(jìn)行重新測試，測試結(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)控制器搭載到整車上，經(jīng)過整車重測，驗(yàn)證整改措施可以有效解決整車輻射發(fā)射超標(biāo)的問題。測試數(shù)據(jù)見圖4所示。

從圖4的數(shù)據(jù)來看，峰值掃描的數(shù)據(jù)離平均值限值至少有5dB以上，測試結(jié)果合格，見表4所示。

4.2 通過整改傳播途徑方法

某車型在做整車EMC測試時(shí)出現(xiàn)了整車寬帶輻射發(fā)射超標(biāo)的EMC問題，整車測試超標(biāo)的數(shù)據(jù)見圖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，見表5所示。

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

通過用手持式頻譜對電驅(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，因此我們在該線束上增加了一個(gè)磁環(huán)，同時(shí)用銅箔對線束進(jìn)行屏蔽并接地處理，見圖6所示。

通過以上措施，我們對整改進(jìn)行了復(fù)測，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，見圖7和表6所示。

4.3 通過整改受干擾設(shè)備或系統(tǒng)的方法

某車型在做整車自兼容測試的時(shí)候，出現(xiàn)了遙控距離過短不滿足整車性能指標(biāo)要求的問題。通過單獨(dú)對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受到車上其他部件的干擾導(dǎo)致問題產(chǎn)生。

我們通過用手持式頻譜對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)證問題，我們把T-BOX的電源斷開，再次在整車上驗(yàn)證遙控距離，結(jié)果是斷開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。最終通過整車布置的更改，我們對此方案進(jìn)行了驗(yàn)證，調(diào)整后的方案很效，整車的遙控距離達(dá)到了我們整改性能要求的指標(biāo)。

5 結(jié)束語

汽車技術(shù)發(fā)展日新月異，新能源汽車更是當(dāng)今汽車發(fā)展的主要趨勢，解決好汽車電磁兼容問題是我們當(dāng)前急需解決的問題，通過上面的三種方法，我們在分析和解決汽車EMC問題就有了途經(jīng)和措施，使我們在汽車研發(fā)階段就能較好地解決整車EMC問題，從而有效保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

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

[2]GB/T 18387-2017電動(dòng)車輛的電磁場發(fā)射強(qiáng)度的限值和測量方法.

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