谈谈整车电磁兼容EMC

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2019年11月26日10:17:01 评论 239 1374字阅读4分34秒

在车载电磁环境越来越复杂的今天,EMC电磁兼容问题越来越受到人们的重视,各大车厂和相关协会都在积极的对EMC问题进行研究并制定测试标准。本期将为大家介绍整车电磁兼容的问题。

EMC概念

EMC(Electro magnetic compatibility,电磁兼容)是指电子、电气设备或系统在预期的电磁环境中,按设计要求正常工作的能力。包含了EMI(Electro magnetic interference,电磁干扰)EMS(Electro magnetic susceptibility,电磁抗扰度)以及系统或设备工作的电磁环境(外界)三方面的内容。

谈谈整车电磁兼容EMC

整车EMC的重要性

随着汽车电动化、智能化、网联化的发展,以及车载无线通信系统技术等应用越来越广泛,电动汽车与复杂电磁环境间的相容性将成为未来电动汽车电磁兼容性测试评价的一个重要趋势,这种测试评价技术需要汽车行业和电磁兼容测试评价机构紧密配合,共同研究外界电磁环境对车内、车外系统的电磁兼容性问题产生机理及解决方案。其中,对配置了高等级自动驾驶功能的车型,如何对其在复杂电磁环境下的安全性进行测试与评价,又将成为未来若干年中汽车电磁兼容发展的重中之重。

整车EMC测试标准及现状

在20世纪早期传统内燃机汽车时代,车上电子设备比较少,主要研究汽车点火系统对汽车周围无线电设备的影响,进入21世纪后随着电子设备和电子控制技术广泛应用于汽车,车内电磁骚扰问题表现突出,开始研究车辆内部的电磁干扰防治问题。

整车EMC所面临挑战

1. 高压部件的集成化会带来更严重的电磁干扰,高压部件的电磁兼容设计挑战更大。带来的挑战,电磁干扰强度高,部件之间耦合路径复杂。

2. 高频化带来的挑战,使用SiC器件的高压部件具有诸多优势,其中SiC更高开关频率使逆变器大幅小型化,但更高的开关频率(du/dt,di/dt)带来更强的电磁传导及辐射干扰,电磁兼容遇到更大挑战。

3. 汽车智能与网联化功能的拓展,给全面准确的进行工况模拟,探测EMC问题带来新的挑战,因为目前EMC 测试需要布置在暗室里,场地及测试设备的限制,如何在施加骚扰或者接收车辆部件辐射的前提下,使用模拟工况激发车辆的众多传感器做出贴近真实工况的反应是目前的难点,而且目前应对电磁干扰问题,并无十分清晰的标准界定容忍程度,各项标准仍在完善中。

4. EMC测试和整改均牵涉到系统级的改善,改善周期长花费大,给车企带来较大成本压力。

5. 伴随更多电气部件和控制功能在车辆上的集成,零部件与整车EMC标准需要交互。

整车EMC改善措施

1. 软件仿真技术的进步,提供了从高压部件设计早期引入EMC分析,从“源头”上优化电磁兼容设计的新思路。

2. 线束布线及接地,信号线缆远离高压网络和强干扰源,重要控制信号采用屏蔽线缆传输,且屏蔽层做好360°搭接处理。

3. 良好结构设计,对于EMC来说结构设计要尽量避免共模干扰电流流过敏感电路或高阻抗的接地路径,结构设计要避免额外的容性耦合或感性耦合,结构设计要注意良好的、低阻态干扰泄放路径。

4. 磁环与滤波器的应用,使用主动电磁兼容技术,例如Active EMI filter(AEF),使用一个电感感应共模噪声,一个电感注入抑制噪声,以降低滤波器的体积、重量和成本。

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