电动汽车的系统级EMC设计

26 技术纵横轻型汽车技术2021(3-4)新能源车型关键零部件的EMC设计与整改分析张瑞锋钟国华(南京汽车集团有限公司汽车工程研究院）摘要：新能源汽车已经大量参与到社会各个层面及人们日常生活中，同时中 国新能源汽车行业也处在技术升级的关键时期。

本文针对新能源汽车关键零部件的EM C领域进行讨论，基于基本概念和原理的深切理解与运用，对零部件内部复杂的电磁环境进行抽丝剥茧的分析，并结合实际整改案例讨论研究EM C设计方案。

关键词：新能源EMC电磁环境1引言EMC设计及整改的复杂性问题是因为EMC 领域处理的是所有的不在2D图纸上也不是3D 装配图上体现的“隐藏”的器件问题。

为了解决技 术难点问题，真正需要的是应用基本概念对复杂 的物理结构进行切实理解，因此我们先来阐述基 本概念。

2基本概念阐述图1电容高频模型及频率曲线2.1无源器件的射频特性EMI发射通常是由电路中无源器件的接收或 耦合所引起的。

因为在高频情况下时，元件的阻抗 Z等效于电阻与元件引脚电感串联后，再与引脚 间的电容(寄生)相并联构成的阻抗，这样，无源器 件的阻抗特性发生了改变，不再是我们所普遍认 知的其本身的单一特性。

电容、电感器件的高频模 型及频率曲线如图1、图2所示。

图2电感高频模型及频率曲线轻型汽车技术2021(3-4)技术纵横27图3低频和高频情况下射频电流回路在高频时，电容等效于电感与电阻串联后，串接在电容的两侧，如图1所示。

在进行设计时，我 们需要清楚“为什么一只电容不仅仅是一只电 容？”是因为从频域来看，电容器的功能特性发生 了改变,在自谐振频率f〇以上时，由于引线电感作 用，电容器的阻抗特性会变更为电感器。

在高频时，电感等效于一个电容并联在电感 上，同时又与电阻串联（引线阻抗），如图2所示。

“为什么电感器不是电感？ ”同样在高频时,由于电 感两端的引线对电感中的每一个线圈都有分布电 容，于是电感器的阻抗特性发生了改变，在f〇以上时呈现容性。

电机系统EMC要求电动汽车驱动电机系统的电磁兼容⼀直是个技术难点，很多公司为此焦头烂额，之前这⼀块的EMC测试因为没有专门的标准，许多整车⼚都是⽤传统汽车的零部件标准来要求供应商做相关测试，其难度可想⽽知。

GBT36282的制定为驱动电机系统EMC指明了⽅向，具有重要的意义。

下⾯我将对该标准做简要解析，希望对⼀线⼯程师的设计和测试有所帮助。

1. 需要做哪些测试项从上图可以看出发射部分没有传统的传导⼲扰电压法和电流法的测试。

抗⼲扰部分只要求做电源线的瞬态抗扰，且不要求pulse5b。

2. 测试项解析2.1辐射发射测试2.1.1宽带辐射发射1）对于宽带辐射发射有必要提⼀下⼯况，标准要求的⼯况是EUT正常⼯作情况下，转速为额定转速的50%，扭矩为额定扭矩的50%，机械输出负载达到持续功率的25%。

⽽不是简单粗暴的额定转速+额定扭矩。

2）LV线束和HV线束的长度与传统的没有什么区别，但要求HV与LV线束的间距为100+1000 mm。

3）测试的setup⽤的是制动或驱动电机即所谓的测功机放在暗室外的⽅式，这种⽅式的好处是去除了测功机带来的电磁⼲扰，避免影响测试结果。

2.1.2窄带辐射发射1）与宽带辐射发射测试不同，该测试的⼯况是HV和LV正常供电，EUT驱动模块待机，⽆输出功率。

2.2抗扰度测试2.2.1辐射抗扰度1)辐射抗扰度与传统测试⼀样，采⽤BCI和RI_ALSE相结合的⽅式进⾏测试。

BCI 60mA，RI_ALSE 30V/m2)需要注意的是BCI只要求对LV线束进⾏测试。

电流注⼊探头与EUT的距离分别为150mm，450mm，750mm3）该项测试的⼯况与宽带辐射发射的⼯况⼀样。

2.2.2电源线瞬态传导抗扰度试验1）该试验的⼯况是HV和LV正常供电，⽆输出功率。

2）只针对连接低压电源的线束。

3）⽆5b的要求。

2.2.3 ESD1)测试⼯况有产品不通电状态和仅LV供电两种欢迎⼤家在下⾯评论区分享你的感受。

工稈师日志电动芦车甲驱动电胆系统EM匚测试以往与新能源汽车相关的动力部件都是按照GB/ T18655-2010来进行传导和辐射的测试，但标准中并没有专门对电机电控的测试方法和布置进行说明。

因此，在进行电机电控的EMC测试时，需要参照CISPR25-2016中新增的电机电控测试。

并且，在进行零部件测试时电机一般处于空载状态，没有模拟车辆正常工作的情形。

因此，以往广泛用于汽车零部件的EMC标准迫切需要更新换代。

2018年6月份，国家标准化管理委员会发布了GB/ T36282-2018《电动汽车用驱动电机系统电磁兼容性要求和试验方法》（下称新标准），于2019年1月1号开始实施。

新标准包含了辐射发射（分为宽带、窄带试验，参考GB/T18655）,辐射抗扰度（分为BCI大电流注入和ALSE 电波暗室法，分别参考ISO11452-4和ISO11452-2）,电源线瞬态传导抗扰度（参考ISO7637-2）以及静电放电抗扰度（参考ISO10605）。

际准特点首先，新标准与以往的汽车电子的标准都不太一样，它将辐射发射、大电流注入、辐射抗扰度、瞬态脉冲抗扰度、以及静电放电抗扰度等多个标准提出的内容提取出来，针对驱动系统，合并到一个标准里，所以说这是一个根据电动车行业专门制定的产品标准。

其次，新标准辐射发射测试范围与GB/T18655-2010有所不同，只测试30-1000MHzo限值相较于GB/T 18655-2010中的class3,要求有所放宽。

而窄带试验，与宽带试验相比，则是HV与LV正常供电，但驱动模块应处于待机状态，不输出功率。

新标准将大电流注入归到辐射抗扰度中，20-200MHz 测试大电流注入.200-2000MHz用ALSE法测试辐射抗扰度。

原本BCI的测试范围是1-400MHz,分替代法和闭环法，新标准采用的是替代法，强度为60mA：辐射抗扰度ALSE法，试验强度30V/m,1GHz以下，天线正对待测线束中间；1GHz以上，天线正对待测设备。

电动车整车EMC设计规范引言电动汽车车载电器部件要满足相应EMC技术要求，就应考虑其内部元器件和导线的合理布排，并做相应的测试及优化工作。

由于整车电气系统为各电器部件及连接线缆的集成体，设备之间的相互影响加剧了电磁环境的复杂性，部件级EMC测试和整车EMC测试关联解析难度大。

同时各车型在功能、市场定位、系统架构与布局、零部件电磁特性、集成度等方面可能存在较大差异，很难给出一个或一组统一的定量化指标去适合于所有电动汽车.GB/T 18655-2010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GB/T19951-2005 (ISO10605-2001)道路车辆-静电放电产生的电骚扰试验方法GB 17799.3-2012 电磁兼容通用标准居住、商业和轻工业环境中的发射标准GB/T 17626.8-2006 电磁兼容试验和测量技术工频磁场抗扰度试验GB/T 18387-2008 电动车辆的电磁场发射强度的限值和测量方法，宽带，9kHz～30MHzECE R10.05 欧盟汽车电磁兼容法规ISO 7637-1 道路车辆—由传导和耦合引起的电骚扰第1 部分：定义和一般要求ISO 7637-2 道路车辆—由传导和耦合引起的电骚扰第2 部分：沿电源线的电瞬态传导ISO 7637-3 道路车辆—由传导和耦合引起的电骚扰第 3 部分：除电源线外的导线通过容性和感性耦合的电瞬态发射ISO 10605 道路车辆—静电放电测试方法ISO 11452-1 道路车辆—电子器件抗窄带辐射骚扰测试方法第一部分：一般定义及术语ISO 11452-2 道路车辆—电子器件抗窄带辐射骚扰测试方法第二部分：自由场法ISO11452.2-2004道路车辆窄频辐射电磁能电气干扰的部件测试方法第二部分：吸收器带护衬屏蔽式外壳ISO 11452-4 道路车辆—电子器件抗窄带辐射骚扰测试方法第四部分：大电流注入法ISO 11452-8 道路车辆—电子器件抗窄带辐射骚扰测试方法第八部分：抗电磁场干扰ISO/IEC 17025检测和校准实验室能力认可准则CISPR 25 用于保护车载接收机的无线电骚扰特性的限值和测量方法 CISPR 16 无线电骚扰和抗扰度测量设备和测量方法规范1电磁兼容性的影响因素在一个特定的环境中，电磁兼容性可以分成三部分考虑：干扰源，传播途径和敏感源。

电动汽车EMC的措施1.EMC标准汽车行业对车辆制定了严格的电磁兼容方面的标准和测试规范，首先零部件本身必须通过电磁兼容性测试，集成到整车后，整车也要通过电磁兼容性全面考核。

电磁兼容性具有一票否决权，如果电磁兼容性不能满足相应法规测试要求，将导致产品不能上市，所以电磁兼容测试标准显得尤为重要，它对于电动汽车EMC具有把关作用。

欧美发达国家十分重视对汽车电磁兼容性的研究，世界各国和相关国际性组织制定了众多的标准和法规来限制汽车的电磁兼容问题。

我国自从l983年发布第1个电磁兼容国家标准GB39O7一l983以来，也已经发布了多个有关电磁兼容的国家标准，见下表。

从表中不难得出，随着汽车电子工业的发展，对于EMC的要求不断增加，电磁兼容标准也在不断更新完善。

2008年最新发布的GB/T18387一2008已经开始针对电动汽车做出的测试规范。

相信随着电动汽车产业的发展，会有越来越多的标准出台。

更严格的标准也会推动在电动汽车开发过程中车企对电磁兼容工作重视，为了保证合乎标准而更早期、更大量地投入到电磁兼容性开发过程中。

▲我国电磁兼容标准2.零部件EMC零部件电磁兼容性是整车电磁兼容性的基础和前提，用于电动车上的零部件不仅应满足零部件电磁兼容性要求，同时在整车电磁兼容性出现问题时，零部件供应商也有义务支持并进行相关整改。

理论与实践证明，任何电磁骚扰的发生必须具备3个条件：骚扰源、传播骚扰的途径和敏感设备。

作为电动汽车的零部件应该从两个方面尽可能地优化：一是尽量降低骚扰的强度；二是尽可能地提高抗骚扰的能力。

对于各控制单元（ECU）主要是通过滤波电路、PCB布局、布线、多层板设计控制发射源，同时加强设备的屏蔽，必要时通过金属壳体，将控制单元外壳形成一个连续密封的导电体，使耦合到内部电路的电磁场被反射和吸收。

对于潜在电磁骚扰源的电机控制器、直流/直流转换器、高压线束、高压蓄电池，可将外壳形成一个良好的密封体实现屏蔽完整性，防止电磁泄露，再通过多点接地的方式将电机外壳与整车可靠接地，降低电磁辐射的水平。

emc整车设计要求标准EMC整车设计要求标准是指在整车设计过程中，需要遵循的电磁兼容性标准。

该标准的制定旨在保证整车在电磁环境下的正常工作和使用，同时避免对周围环境和其他设备产生电磁干扰。

EMC整车设计要求标准包括以下几个方面：1. 整车电磁兼容性设计要求在整车设计过程中，需要考虑整车各系统之间的电磁兼容性，包括整车电子系统、电气系统、机械系统等。

需要对整车的电磁兼容性进行分析、测试和验证，确保整车在电磁环境下的正常工作和使用。

2. 整车电子系统设计要求整车电子系统是整车中最为重要的系统之一，需要满足一定的电磁兼容性要求。

在设计整车电子系统时，需要考虑电子设备之间的电磁兼容性，包括电路板布局、信号线路走向、接地设计等。

3. 整车电气系统设计要求整车电气系统是整车中另一个重要的系统，也需要满足一定的电磁兼容性要求。

在设计整车电气系统时，需要考虑电气设备之间的电磁兼容性，包括电缆布局、接线方式、接地设计等。

4. 整车机械系统设计要求整车机械系统也需要满足一定的电磁兼容性要求。

在设计整车机械系统时，需要考虑机械设备之间的电磁兼容性，包括机械结构设计、金属材料选择等。

5. 整车测试和验证要求在整车设计完成后，需要对整车进行测试和验证，确保整车满足电磁兼容性要求。

测试和验证包括静态测试和动态测试两个方面，静态测试主要是对整车各系统进行分析和检测，动态测试主要是对整车进行模拟实验和道路试验。

总之，EMC整车设计要求标准是保证整车在电磁环境下正常工作和使用的重要标准。

在整车设计过程中，需要遵循该标准进行设计、分析、测试和验证，确保整车满足各项要求，并避免对周围环境和其他设备产生电磁干扰。

汽车电气电子系统EMC设计存在的问题及其改进技术发布时间：2021-07-12T16:11:45.393Z 来源：《科学与技术》2021年第8期作者：洪晓佳[导读] 随着经济和科技水平的快速发展，从而提高汽车性能和工作效率，洪晓佳佛山电器照明股份有限公司广东省佛山市 528000摘要：随着经济和科技水平的快速发展，从而提高汽车性能和工作效率，电控系统也逐渐成为衡量现代汽车发展水平的重要标准。

但在电控技术引入汽车后，汽车构造更加复杂，当汽车电控系统发生故障后，数量繁多的用电器与错综复杂的电路均会对故障维修造成严重困扰。

因此，针对汽车电控系统故障维修，汽修人员只有熟练掌握相关维修技术，并在故障诊断维修过程中对其灵活使用，才能准确发现和排除故障。

关键词：汽车；电控系统；维修技术引言随着我国经济的发展，人们对生活质量的要求越来越高，家庭对汽车的需求越来越大。

汽车新技术的研发大大促进了我国汽车生产企业生产质量的提高，加快了行业的发展。

汽车企业应以人为本，提供个性化服务，更好地满足人们日益增长的汽车需求。

为了适应当前市场发展的特点，不断满足人们对汽车的需求，更多车载电器设备被研发以及投入使用。

汽车电子系统及网络体系是汽车的重要组成部分之一，能提升汽车的安全性、舒适性，让汽车排放更加符合国家环保标准。

基于此，文章对汽车电子系统的网络体系结构关键技术展开了分析，以供参考。

1概述1.1汽车电子系统以及电气系统概述汽车电子系统网络化是影响汽车技术发展的重要因素之一。

现阶段，衡量汽车技术水平的标准已经变成了衡量汽车自身装配电子网络化程度高低的标准，而应用汽车电子系统主要是为了研发新车型和改善汽车技能。

根据相关数据显示，一辆豪华轿车有将近50个单片微型计算机，电子产品的成本是整辆车成本的50%左右。

目前，我国汽车系统几乎都已经应用了电子技术。

如果将汽车行驶性能作用的影响当作分界线，可以将汽车电子产品分为以下两种：1）汽车电子控制装置，即“机电结合”。

汽车emc测试标准五级
汽车 EMC 测试标准通常分为五个级别，这些级别涵盖了不同类
型的测试和要求，以确保汽车电子设备在电磁兼容性方面的性能。

以下是对这五个级别的简要介绍：
1. 第一级，传统电子设备。

这个级别主要关注传统的电子设备，如收音机、车载音响等。

测试标准通常包括对射频干扰、电源线干扰、辐射和传导发射等方
面的要求。

2. 第二级，控制和通信系统。

第二级的测试重点是车辆的控制和通信系统，包括发动机控
制单元、车载通信系统等。

测试标准会对这些系统的抗干扰能力、
抗静电放电能力等进行要求。

3. 第三级，安全和敏感系统。

该级别着重于车辆的安全系统，如防抱死制动系统（ABS）、
电子稳定控制系统（ESC）等。

测试要求会更加严格，以确保这些系
统在电磁干扰环境下的可靠性和稳定性。

4. 第四级，电动车辆。

随着电动汽车的普及，第四级针对电动车辆的电子系统进行
测试。

这包括电动机控制、电池管理系统等方面的电磁兼容性测试。

5. 第五级，高级辅助驾驶系统（ADAS）和自动驾驶系统。

最高级别的测试针对装备了高级辅助驾驶系统和自动驾驶系
统的车辆。

这些系统对电磁环境的要求极高，因为它们涉及到车辆
的自动控制和安全。

总的来说，这五个级别的汽车 EMC 测试标准覆盖了从传统电子
设备到高级自动驾驶系统的各种汽车电子设备，确保它们在电磁兼
容性方面符合相应的要求，从而保障车辆的安全性和可靠性。

新能源汽车功率电子系统的电磁兼容性设计随着对环境保护和能源效率要求的提高，新能源汽车成为汽车行业的重要发展方向。

而新能源汽车中的功率电子系统作为核心部件之一，扮演着转换能源、控制电机以及储能系统的重要角色。

在新能源汽车的发展过程中，功率电子系统的电磁兼容性设计显得尤为重要。

本文将围绕新能源汽车功率电子系统的电磁兼容性设计进行探讨。

一、电磁兼容性简介电磁兼容性（Electromagnetic Compatibility，简称EMC）是指各种电子设备能够在共同工作的环境中同时正常工作，不互相产生干扰与影响。

对于新能源汽车功率电子系统来说，电磁兼容性问题极为突出，需要通过设计和测试来解决。

主要包括电磁辐射和电磁感应两方面。

1. 电磁辐射：使用高频开关器件和高频传输线等技术手段时，新能源汽车功率电子系统会产生高频电磁波辐射。

这些辐射会对周围的电子设备和系统产生干扰，并可能引起电磁污染。

2. 电磁感应：新能源汽车功率电子系统中的高功率电路和电机系统会引起电磁感应现象。

这些感应会导致系统的自激振荡、电流共振等问题，从而对系统工作稳定性产生不利影响。

二、新能源汽车功率电子系统电磁兼容性设计原则在新能源汽车功率电子系统的电磁兼容性设计中，以下几个原则需要被遵循：1. 电磁辐射控制：采用合适的滤波器设计和屏蔽措施，减小功率电子系统产生的电磁辐射。

合理布局和组织电路结构，降低互相干扰的可能性。

2. 电磁感应抑制：通过电感、电容等元件的选择和布局，减小功率电子系统中的电流共振现象。

优化系统的接地设计，降低系统的串扰和感应电流。

3. 合理布局：通过合理的电路板布局和线路设计，减小电磁波辐射和互感对系统的影响。

合理选择散热材料，保证系统工作稳定。

4. 规范设计：遵循相关的电磁兼容性设计标准和规范，确保新能源汽车功率电子系统的设计符合技术要求和市场需求。

三、新能源汽车功率电子系统电磁兼容性设计方法针对新能源汽车功率电子系统的电磁兼容性设计，可以采用以下几种方法来提高系统的抗干扰性和排放性：1. 电磁兼容性仿真：采用电磁仿真软件，对功率电子系统进行辐射和感应分析，找出系统的问题所在，并进行相应的优化。

新能源汽车EMC 标准主要包括以下几个方面：
整车EMC 标准：主要用于评估整车电磁兼容性，包括电磁辐射和电磁抗扰度两个方面。

集成电路EMC 标准：主要用于评估新能源汽车中的电子控制单元（ECU）等集成电路的电磁兼容性。

电池系统EMC 标准：主要用于评估新能源汽车中的电池系统的电磁兼容性。

充电系统EMC 标准：主要用于评估新能源汽车充电系统的电磁兼容性。

电动机EMC 标准：主要用于评估新能源汽车电动机的电磁兼容性。

外部电磁场EMC 标准：主要用于评估新能源汽车在外部电磁场环境下的电磁兼容性。

综上所述，新能源汽车EMC 标准的制定和实施，可以保证新能源汽车在使用过程中的电磁兼容性，减少电磁干扰和故障发生的风险，提高新能源汽车的安全性和可靠性。