新能源汽車EMC電磁兼（jiān）容問題

電磁兼容（Electromagnetic Compatibility，簡稱EMC)。指設備（bèi）或係統在其電磁環境中能正（zhèng）常工作（zuò）且不對該環境中（zhōng）任何事物構成不能（néng）承（chéng）受的電磁幹（gàn）擾的能力。

EMC包（bāo）括兩個方麵的要求：一方麵（miàn）是指設備在正常運（yùn）行過程（chéng）中對所（suǒ）在環境產生的電磁幹擾不能超過一定的限值，即所謂的電磁幹擾（Electromagnetic Interference，簡稱EMI）。

另一方麵是指設備對（duì）所在環境中存（cún）在的電磁幹擾具有一定程度的抗擾度，即（jí）所謂的電磁（cí）抗幹擾（Electro Magnetic Susceptibility，簡稱EMS）。

與（yǔ）傳統汽車相比，新能源汽車EMC問題更加突（tū）出。新能源汽車動力直接使用電（diàn）驅動係統，高壓附件的使用會使電磁幹擾問題的更為嚴重（chóng）。動力係統由於（yú）電流在極（jí）短時（shí）間（jiān）內的跳（tiào）動以及（jí）大功率半導體開關的快速移動會發出強烈的輻射以及電磁幹擾。

加上電子電氣部（bù）件（jiàn）都占據著極大的（de）比重，其中的電（diàn）磁兼（jiān）容性問題又與整車的安全密切相關。汽車內各種控製器，DCDC.DCAC都是強幹擾源（yuán），而且線束又多又長，輻射（shè）幹擾很嚴重。隨著CISPR25-2016的發布，高壓係統的EMC要求越來越嚴，EMC測試已成（chéng）為汽車廠商所要麵對的最嚴峻的挑戰之一。

▲一（yī）個典型（xíng）的DCDC拓撲（pū）結構

為了減（jiǎn）小電磁幹擾，我們就必須要加（jiā）強電磁兼容性測試。

傳統EMC設計（jì）中（zhōng）一般遵循：產品設計--樣品生產--EMC 測試--測試不通過--整改--更改設計--樣品生產--測試通過。

定位困難，反複重複的工作。

EMC仿真是基於軟件分析的一（yī）種正向（xiàng）電磁兼容設計方法，包括3D仿真，PCB仿（fǎng）真和係統及電路仿真。

電磁場的分析方法有解析（xī）法和數值法。EMC仿真軟（ruǎn）件都是基於數值法。

常用的數值法

電磁幹擾中所有算法的基礎，Maxwell方（fāng）程：

▲Maxwell方程積分形式

▲Maxwell方程微分形式

現在比較主流（liú）的EMC仿（fǎng）真軟件有ANSYS係列（liè）和CST係列

EMC仿真可以得出精確的結果

要想解決電磁（cí）兼容問題，需要從三（sān）個要點處著（zhe）手，EMC問題萬變不離其宗的三要素（sù）：

幹擾源，產生幹擾的（de）電路（lù）或設備。

優化設備的電氣架（jià）構，選用合適的電（diàn）子元器（qì）件（jiàn），降低（dī）設備（bèi）的功率。

傳輸途徑（耦合途徑），能夠將幹擾產生的（de）幹擾能量傳遞到敏感（gǎn）源的路徑。

屏蔽幹擾源（yuán）設備和相關線束，增加線（xiàn）束濾波，合理規劃線束。

敏感（gǎn）設備，受幹擾（rǎo）的（de）電路或設備。高壓係統（tǒng），每一個依靠波形控製（zhì）的高壓電（diàn）器，如果受到電磁幹擾，可能輸出錯誤的控製信號。低壓係統，比如整車控製器VCU、CAN通（tōng）訊係統、電（diàn）池管理係統BMS（尤其（qí）開關觸發電路和傳感器），能量管理單元，製動（dòng）控製器等（děng）等，幾（jǐ）乎每一個具備控製調節功能的電氣都是敏感（gǎn）源。

減小設備接收（shōu）幹擾的麵積，增大設備到幹擾源（yuán）的距（jù）離。選取合適的地，就近接地。對於敏感頻段加強（qiáng）濾波設（shè）計。

幹擾源、傳播途徑和敏感源， 三要素中任何一個條件被控製，係統的抗電磁幹擾性能（néng）都將得到改善（shàn）。

抑（yì）製幹擾方（fāng）法有（yǒu）三類：屏蔽，濾波和搭鐵

屏（píng）蔽，主要解決輻射幹擾，防止幹擾源向周圍環境傳（chuán）播幹擾或者被環境（jìng）中的電磁信號幹擾。屏蔽的效果與屏蔽層（céng）材料，屏蔽層厚（hòu）度，環境中的（de）信號類型、信號強度，屏（píng）蔽層的完整（zhěng）性（xìng）等（děng）因素有關。

濾波，主要解決傳導幹擾（rǎo），通過電路傳導的幹擾，無法（fǎ）依靠屏（píng）蔽手段避免，隻有在電路中設置濾波裝置。濾波器的參數設置與被保護回路及幹（gàn）擾源的頻率有直接關係（xì），可以根據兩（liǎng）者之間的差距選擇濾波器類型和參數。動（dòng）力係統中（zhōng）的導線，具有很強的（de）天線特性，既可以接收外來幹擾信號，也可以發射幹擾信號到環境中。

搭鐵，是針對（duì）共模幹擾采取的抑製措施，聯通幹擾源與係統地，可以減（jiǎn）小幹（gàn）擾信號的電流或者電壓。但並不是直接使用（yòng）導線連接就能完（全（quán））起到抗幹擾的（de）作用，接地的（de）效果與接地模（mó）式密（mì）切相關。不合適的接地，反而會將汽車搭鐵係統中的幹擾信號傳輸給原本屏蔽措施非常完善（shàn）的係統。

屏蔽，同時實現阻斷傳播（bō）通道和消滅幹擾源或者敏（mǐn）感源的目的（de）；濾波，基於阻斷傳播通道的理論（lùn）；搭鐵，基於消滅幹擾（rǎo）源理論。

針（zhēn）對（duì）電動汽（qì）車的電磁兼容（róng），國際上製定出嚴格的行業標準。汽車EMC的標準，包括整車（chē）、零部件、IC的（de）EMC標準（zhǔn）。

整車EMC測試及標準（zhǔn）包括：

整車（chē）對外幹擾（rǎo），整（zhěng）車輻射幹擾；整（zhěng）車抗（kàng）幹擾（rǎo），整車輻（fú）射抗幹擾。

零部件（jiàn）EMC測試：

零部件對（duì）外幹擾，零部件抗幹擾，

▲輔助變頻器EMC測試

芯片EMC測試標準

芯片中傳導發射和（hé）傳導幹擾注入（DPI）是IC比較常見的測試。

每個整車廠（chǎng）都有自己的標準，測試項大同小異，測試限值稍有不同

國內電動（dòng）汽車發展迅猛，但（dàn）就電動汽車各個部件的EMC而言，相關標（biāo）準的完善程度，還遠遠跟不上技術進步的需（xū）求。目（mù）前國內基本上所有與新能源汽車相關的動力部件都是按照GB/T 18655-2010來進行傳（chuán）導和輻射的測試。

2018年6月（yuè）份，國家標準化管理委員會（huì）發布了《電動汽車用驅動（dòng）電機係統電磁兼容性要求和試驗方（fāng）法》，標準號為GB/T 36282-2018，該標準（zhǔn）已於2019年1月1號開始實施。

這個新（xīn）標準，包含了輻射發射（分為寬帶（dài）、窄（zhǎi）帶試驗，參考GB/T 18655），輻射（shè）抗擾度（分為BCI大電流注入和ALSE電波暗室法，分別參考ISO 11452-4和ISO 11452-2），電源線瞬態傳導抗擾度（參考ISO 7637-2）以及靜電放（fàng）電抗擾度（參考ISO 10605）

這（zhè）個標準，與以往的汽車電子的標準，都不太一樣，這個標準將輻射，大電流注入，輻射抗擾度，脈衝抗擾度，以及靜電等多個（gè）標準提出的內容，提取（qǔ）出來，針對（duì）驅動係統，合並到一個標準上了，所以說這是一個產品標準。

新標（biāo）準的發布，很大程度上會加速完善和提高國內現有的電（diàn）動汽車驅動部（bù）件的EMC測試水平，給該領域（yù）EMC從（cóng）業（yè）者一個更加明確的努力方向。這是（shì）新能源從業者的一個挑戰，同時也是機遇。