引言

目前，國內(nèi)主機(jī)廠為了能滿足公告管理需求，整車必須滿足國家強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)GB 14023-2011；且2021年1月1日起，全部車型產(chǎn)品必須滿足更加嚴(yán)格的整車EMC國標(biāo)GB 34660-2017。為此，主機(jī)廠對各供應(yīng)商所供零部件的EMC性能要求必然提高；其中，電驅(qū)動系統(tǒng)作為新能源車三大電之一，具備功率高，高頻開關(guān)器件多，控制電路復(fù)雜，感性負(fù)載等特點(diǎn)，導(dǎo)致其成為新能源汽車中電磁兼容問題較為嚴(yán)重且難以解決的主要零部件之一。

 為了更加深入的解析新能源汽車電驅(qū)動系統(tǒng)EMC測試的過往、現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢，本文將從以下三個(gè)方面進(jìn)行深度分析：（1）當(dāng)前國內(nèi)外汽車零部件電磁兼容測試標(biāo)準(zhǔn)匯總及分析；（2）當(dāng)前國內(nèi)主機(jī)廠對新能源汽車電驅(qū)動系統(tǒng)電磁兼容性能的主流要求及存在的問題；（3）依據(jù)最新國標(biāo)發(fā)展動態(tài)，初步判斷未來新能源電驅(qū)動系統(tǒng)EMC測試發(fā)展方向。

汽車零部件EMC測試標(biāo)準(zhǔn)分析

相比于國際標(biāo)準(zhǔn)（ISO標(biāo)準(zhǔn)，IEC標(biāo)準(zhǔn)，CISPR標(biāo)準(zhǔn)）和歐洲標(biāo)準(zhǔn)（ECE標(biāo)準(zhǔn)），我國在汽車電磁兼容方面的國標(biāo)則較為滯后。但是，考慮到適應(yīng)本國公告等要求，本文此處只分析國內(nèi)汽車零部件電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)，詳見表1。

如表1所示，國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)主要從輻射發(fā)射、傳導(dǎo)發(fā)射、輻射抗擾、傳導(dǎo)抗擾和靜電放電等五個(gè)大方面入手，規(guī)定了汽車各零部件應(yīng)滿足的電磁兼容測試方法及判斷標(biāo)準(zhǔn)。但是，表1中的標(biāo)準(zhǔn)主要是在新能源車尚未發(fā)展起來時(shí)制定，主要應(yīng)用于傳統(tǒng)汽車，即所有標(biāo)準(zhǔn)中的EMC測試要求均是針對低壓零部件。

對于新能源汽車中的電驅(qū)動系統(tǒng)，通常采用幾百伏高壓供電，其工作功率遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)汽車中的低壓零部件；且電機(jī)控制器主回路大多采用高頻開關(guān)IGBT以實(shí)現(xiàn)更好的電機(jī)控制性能，這都必然導(dǎo)致無法完全照搬當(dāng)前國標(biāo)作為新能源汽車電驅(qū)動系統(tǒng)EMC測試的依據(jù)。

基于以上分析，我國于2018年6月7日發(fā)布了新能源汽車驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 36282-2018 電動汽車用驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)電磁兼容性要求和試驗(yàn)方法。該標(biāo)準(zhǔn)具體細(xì)化了電驅(qū)動系統(tǒng)在進(jìn)行EMC測試時(shí)的工作狀態(tài)、測試布局及評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)等內(nèi)容，代表了我國新能源汽車電驅(qū)動系統(tǒng)EMC測試的發(fā)展方向，具體分析詳見本文第4部分。

主機(jī)廠對電驅(qū)動系統(tǒng)EMC性能的基本要求及問題分析

1、主機(jī)廠對電驅(qū)動系統(tǒng)EMC性能的基本要求分析

     不同零部件的工作原理、工作性能、在整車上的安裝位置及作用存在巨大差異，這必然導(dǎo)致不同零部件需開展的EMC測試項(xiàng)目、測試布置、工作狀態(tài)及測試標(biāo)準(zhǔn)等的不同。例如，對于只包含電阻、電感、電容等無源器件的零部件，則不必開展輻射發(fā)射、傳導(dǎo)發(fā)射等EMI類的測試；對于包括開關(guān)電源等有源模塊的零部件（驅(qū)動電機(jī)控制器）則必須開展輻射發(fā)射和部分傳導(dǎo)發(fā)射的EMI類的測試項(xiàng)目。因此，主機(jī)廠也必然會分析電驅(qū)動系統(tǒng)的特征，從而決定其需要開展的EMC測試項(xiàng)目。

關(guān)于新能源汽車電驅(qū)動系統(tǒng)EMC測試項(xiàng)目選擇，筆者的分析如下：

1）驅(qū)動電機(jī)控制器中包含時(shí)鐘晶振、DC/AC高頻逆變電路、各種DC/DC電源轉(zhuǎn)換電路等易產(chǎn)生沿高壓電源線、低壓電源線、控制與信號線的傳導(dǎo)發(fā)射干擾；此類干擾在各自線路中傳導(dǎo)的過程中，必然通過電機(jī)控制器和電機(jī)上的孔、縫、接插件等位置產(chǎn)生輻射干擾。因此表1中的GB/T 18655和GB/T 21437.2標(biāo)準(zhǔn)中涉及到的輻射發(fā)射和傳導(dǎo)發(fā)射相關(guān)測試項(xiàng)目必須開展。

 2）作為新能源汽車上的三大電之一的核心零部件——電驅(qū)動系統(tǒng)，是影響整車行駛安全的關(guān)鍵零部件，則其對電磁抗擾性的要求必須從嚴(yán)；同時(shí)，考慮到MCU與驅(qū)動電機(jī)之間、MCU與VCU之間的信息交互的重要性，及整個(gè)電驅(qū)動系統(tǒng)與外界的控制與信號線和電源線的物理連接等因素，則必須開展輻射抗擾、傳導(dǎo)抗擾、靜電放電抗擾的抗擾性測試項(xiàng)目。

3）此處特別強(qiáng)調(diào)，對于輻射抗擾度，雖然測試方法較多，但目前主機(jī)廠及各測試機(jī)構(gòu)主要采用自由場法；

4）輻射抗擾度測試中的發(fā)射器射頻抗擾度測試通常認(rèn)為干擾源來自于乘客和司機(jī)身上攜帶的手持設(shè)備，因此一般只對乘客和司機(jī)可觸及位置的汽車零部件展開此項(xiàng)測試；考慮到電驅(qū)動系統(tǒng)不在乘客艙內(nèi)，且于乘客艙之間有封板相隔，筆者認(rèn)為電驅(qū)動系統(tǒng)無需開展此項(xiàng)測試；但必須指出，目前仍有部分主機(jī)廠要求電驅(qū)動系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)射器射頻抗擾度測試，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)為ISO 11452-9。

綜上所述，結(jié)合電驅(qū)動系統(tǒng)自身特征及其在新能源汽車上的關(guān)鍵作用，主機(jī)廠通常要求對其進(jìn)行最全面的汽車零部件EMC測試；開展測試所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)主要是在參考表1的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的積累不斷更新。

2、主機(jī)廠對電驅(qū)動系統(tǒng)EMC性能要求存在的問題

問題一

正如第2部分所提，表1中的所有國家標(biāo)準(zhǔn)的制定均是基于傳統(tǒng)車輛的狀態(tài)制定，即重點(diǎn)考慮的是整車上低壓供電的零部件。然而，新能源汽車引入了整車高壓回路，電驅(qū)動系統(tǒng)作為其中的一個(gè)環(huán)節(jié)，具備高壓系統(tǒng)與低壓系統(tǒng)同時(shí)存在的特點(diǎn)。因此，完全按表1中的測試項(xiàng)目對電驅(qū)動系統(tǒng)進(jìn)行EMC測試是不夠全面的。

問題二

針對問題一，國際標(biāo)準(zhǔn)CISPR25 -2016的附錄I則明確了新能源汽車高壓系統(tǒng)的輻射發(fā)射和傳導(dǎo)發(fā)射測試方法、布局、限值等。其中，適用于電驅(qū)動系統(tǒng)的沿電源線和信號線傳導(dǎo)發(fā)射測試布置圖分別見Figure I.2和Figure I.5；其中Figure I.2采用電壓法，F(xiàn)igure I.5 采用電流法；適用于電驅(qū)動系統(tǒng)的輻射發(fā)射測試布置圖見Figure I.8。

目前，國內(nèi)各主機(jī)廠也在逐漸采用CISPR 25-2016中關(guān)于輻射發(fā)射和沿電源線和信號線傳導(dǎo)發(fā)射的相關(guān)規(guī)定；但是，CISPR 25-2016中要求驅(qū)動電機(jī)處于帶載狀態(tài)，卻未量化負(fù)載大小，指導(dǎo)意義依然不夠明確。

問題三

當(dāng)前，各大主流EMC檢測單位、主機(jī)廠和摸底測試公司對電驅(qū)動系統(tǒng)輻射發(fā)射測試所采用的布置圖如圖1所示。圖1布置方式的特點(diǎn)為所有線束（正負(fù)直流母線、UVW供電線、低壓供電線、控制與信號線）均平行布置，測試天線在所有線束的中點(diǎn)延長線上。

然而，CISPR 25-2016中對電驅(qū)動系統(tǒng)輻射發(fā)射測試所推薦的布置方式如圖2所示。圖2布置方式的特點(diǎn)：將高電壓電源、驅(qū)動電機(jī)控制和驅(qū)動電機(jī)采用三點(diǎn)一線式布置，正負(fù)直流母線、低壓電源線、控制與信號線并行布置，驅(qū)動電機(jī)的UVW線（1m）則單獨(dú)布置，測試天線在除UVW線外的其它線束的中點(diǎn)延長線上。

圖1和圖2中布置方式存在巨大的差別，這必將導(dǎo)致EMC測試結(jié)果的差異。那么，采取何種布置方式更為合適？

筆者認(rèn)為，當(dāng)前主機(jī)廠及檢測單位則更加傾向于圖1中的布置方式。主要從以下兩方面考慮：

1）圖1的布置方式較為集中，測試結(jié)果更加嚴(yán)格；

2）圖2布置方式明確要求驅(qū)動電機(jī)加載測試，而目前的測試條件較難實(shí)現(xiàn)加載的條件。

即使如此，針對新能源汽車電驅(qū)動系統(tǒng)EMC輻射發(fā)射測試（及傳導(dǎo)發(fā)射測試）布置方式仍存在較大的異議，需要新標(biāo)準(zhǔn)加以明確。

未完待續(xù)。。。

原創(chuàng)作者信息

姓名：韓瑞靜

部門：技術(shù)研究院

事業(yè)部：歐輝客車事業(yè)部