某PHEV車型EMC試驗方法、超標分析與解決

許永紅，章國光，潘奕然，吳肇蘇

（東風汽車公司技術(shù)中心，湖北 武漢 430058）

1 引言

隨著新能源汽車的快速發(fā)展，汽車電子電器的部件越來越多，汽車EMC問題日益突出。在純電動汽車和混合動力汽車中均有高壓部件，其在工作運行中會產(chǎn)生強大的電磁波，電磁輻射會干擾車輛上CAN通信的正常運行，直接關(guān)系到車輛的安全性能。

本文針對東風某PHEV車型EMC摸底試驗時超標的問題，對混合動力車型電磁兼容試驗方法、問題定位、整改措施制定等進行分析及討論。

2 EMC試驗標準及試驗方法

2.1 國內(nèi)汽車整車EMC標準

EMC試驗由電磁騷擾EMI（Electromagnetic Interference）和電磁敏感性EMS（Electromagnetic Susceptibility）兩部分組成。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，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)需要具備一定的抗干擾能力。

目前我們國內(nèi)汽車整車公告法規(guī)涉及的EMC標準主要有兩個標準，都具備EMI和EMS方面的試驗：GB 34660—2017規(guī)定了M類、N類、L類車輛及其電子部件的電磁發(fā)射限值、抗擾性能和試驗方法；GB/T 18387—2017規(guī)定了EV、 （P）HEV、FCV等類型電動車輛電場、磁場輻射發(fā)射強度的限值和試驗方法。對新能源車輛，需同時滿足GB 34660—2017、GB/T 18387—2017的要求，試驗方法見表1。

表1 新能源車輛EMC試驗方法

2.2 EMC試驗前準備事項

試驗前需按表2點檢車輛狀態(tài)，避免因接觸不良等非零部件固有特性問題，造成試驗結(jié)果的錯誤。

表2 車輛狀態(tài)點檢表

2.3 試驗結(jié)果

GB 34660—2017通過；GB/T 18387—2017在車輛在70km/h的電場和磁場Y方向出現(xiàn)了超標問題，結(jié)果如下。

1）GB/T 18387—2017 70km/h 電場，在28.296MHz時，超標3.6dB，試驗結(jié)果如圖1所示。

圖1 GB/T 18387—2017 70km/h 電場試驗結(jié)果

2）GB/T 18387—2017 70km/h 磁場Y方向， 在27.600MHz時，超標3.8dB，試驗結(jié)果如圖2所示。

圖2 GB/T 18387—2017 70km/h 磁場Y向試驗結(jié)果

3 問題分析

3.1 某PHEV車型結(jié)構(gòu)及工作模式簡介

東風某插電式SUV搭載了HP2多模混動系統(tǒng)，驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3所示，整車電氣連接方案如圖4所示。在行車過程中，根據(jù)SOC、加速踏板深度和車速的變化，車輛在不同的行駛模式間進行切換，可以實現(xiàn)包含純電動驅(qū)動、串聯(lián)驅(qū)動、并聯(lián)驅(qū)動、純發(fā)動機驅(qū)動等多種運行模式。東風某PHEV車型代表運行模式及部件工作狀態(tài)見表3。

表3 代表運行模式及部件工作狀態(tài)

圖3 HP2多模混動系統(tǒng)

圖4 東風某插電式SUV電氣連接方案

3.2 不同模式下的EMC測試

GB/T 18387—2017要求測試時被測試車輛電驅(qū)動系統(tǒng)處于驅(qū)動模式，未對發(fā)動機、發(fā)電機、動力電池等部件的工作狀態(tài)進行約定。首輪試驗時采用了自由狀態(tài)控制策略，由車輛自行按車輛控制策略運行。

對標準GB/T 18387—2017要求的運行工況 （低速16km/h、高速70km/h），東風插電式SUV有多種行車模式可以滿足，因此需對各個模式下的EMC狀態(tài)進行測試，才能找出具體EMC超標零部件。

因電、磁場均存在超標問題，先對電場超標問題進行分析定位，找到超標零部件，整改完成后，再對磁場Y方向進行驗證，若滿足國標要求，則問題定位完成，若磁場方向依然不滿足國標要求，再單獨對磁場Y向進行試驗。

各工況下電場試驗結(jié)果見表4。

表4 各工況電場測試結(jié)果

3.3 問題分析

從上述試驗結(jié)果來看：①純電驅(qū)動時，裕量較大，說明電池、驅(qū)動電機和電機控制器為非超標零部件。②當有發(fā)動機參與運行時，裕量會大幅減小，且僅當發(fā)動機和發(fā)電機同時運行時，才會出現(xiàn)超標問題。而發(fā)動機會帶來電磁干擾問題的僅有發(fā)動機火線圈零部件。

為分析哪個部件對車輛影響較大，分別用銅箔包覆發(fā)動機點火線圈和發(fā)電機系統(tǒng)后，再次進行測試。

通過幾組數(shù)據(jù)對比，發(fā)電機系統(tǒng)是否增加措施對于EMC的影響不大，而發(fā)動機對于EMC的影響較為明顯。結(jié)果見表5。

表5 發(fā)電機系統(tǒng)與點火線圈分別包覆的電場對比結(jié)果

4 整改措施及驗證

由于包覆銅箔后，改善效果明顯，因此判斷主要干擾源為發(fā)動機點火線圈，需要對其作出屏蔽。有兩種方法可以達到屏蔽效果：一是在發(fā)動機線束上增加點火線圈搭鐵點，結(jié)果見表6及圖5；二是更換具有屏蔽層的點火線圈，結(jié)果見表7。

兩種方案均能通過EMC試驗測試，原超標部分改善效果明顯，EMC超標問題定位準確，整改措施有效。但考慮到第2種方案成本較高，因此選用第1種方案。

表6 點火線圈增加搭鐵點

圖5 點火線圈搭鐵后70km/h磁場Y向結(jié)果

表7 點火線圈增加屏蔽層

5 總結(jié)

本文通過介紹相關(guān)標準法規(guī)及EMC的測試試驗方法，對東風某混合動力車型EMC超標問題進行分析，提出的PHEV的具體的測試工況及試驗方法，可以成功定位引起EMC超標的零部件，并制定相關(guān)整改措施。該測試工況及試驗方法，為PHEV車型開發(fā)提供了有力支持。