汽车EMC问题的整改思路和方法

郑淳允

摘 要：当前随着汽车技术的不断发展，汽车电子电器的部件越来越多，汽车EMC问题日益突出，如何解决汽车EMC问题是保证汽车质量的关键一环。本文主要结合作者的经验对汽车EMC问题如何整改进行论述。

关键词：EMC EMC标准 EMC三要素

1 EMC基本概念

EMC（Electromagnetic Compatibility）即电磁兼容，是指设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。

因此，EMC可以分为两部分，即电磁骚扰EMI（Electromagnetic Interference）和电磁敏感性EMS（Electromagnetic Susceptibility）。

EMI是不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁干扰信号，即设备或系统的干扰水平必须保持在合理的水平。

EMS是设备或系统在一定电磁环境中能正常工作，即设备或系统需要具体一定的抗干扰能力。

2 汽车EMC试验标准

2.1 国内汽车整车EMC标准

目前我们国内汽车整车公告法规涉及的EMC标准主要有两个标准，见表1。

其中标准GB 34660-2017适合所有7座以下的乘用车，包括燃油车和电动车，而标准GB/T18387-2017仅适用于纯电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池汽车等类型的电动车辆。

以上两个标准具备EMI和EMS方面的试验，其试验频段覆盖了150kHz-1GHz。

2.2 欧美整车EMC标准

我国GB/T 18387-2017标准主要以美标SAE J551-5为参考修订而成，GB 34660-2017标准主要以ECE R10.03版为参考修订而成。当前欧共体关于汽车整车主要涉及的是ECE R10法规，目前执行的法规是R10.05版，ECE R10.05法规要求的整车EMC试验项目见表2。

3 汽车EMC问题整改思路

3.1 EMC问题三要素

干扰源、干扰路径和敏感设备被称为EMC三要素。汽车上EMC问题基本上都可以从这三要素进行分析解决。

当汽车出现EMC问题时，可以依照下述步骤和方法对问题进行排查分析：

1）排查产生EMC干扰信号的干扰源;

2）排查干扰信号的传播路径;

3）排查受到干扰的设备或系统。

目前对于新能源车来说，主要的干扰源来自于高压部件，例如电驱系统、电池管理系统、DCDC和IPS等。对于燃油车来说，主要的干扰源来自于控制器，例如全景控制器、音响娱乐主机、电机等。

4 汽车EMC问题整改方法

汽车EMC问题通过排查产生EMC干扰信号的干扰源、干扰信号的传播路径以及受到干扰的设备或系统等方法，采用滤波、屏蔽、隔离和更换材料等措施来解决EMC问题。

4.1 通过解决干扰源方法

某车型在进行整车EMC标准GB 34660-2017窄带辐射发射测试时超标，通过用手持式频谱对车上各个部件进行排查，发现空调系统的干扰与整车测试时的干扰源基本吻合，因此我们初步定位干扰源为空调控制器。

我们对空调控制器进行了单独测试，主要不通过的频率在30MHZ-200MHZ频段，测试数据如图1所示，通过数据分析，可以看出各频点之间存在倍频的关系。

从图1可知，超标的频率主要是78MHz，其中準峰值干扰比限值超出了2dB，平均值干扰比限值超出了6dB，其余比较高的频率均为倍频关系，见表3所示。

通过对空调控制器内部的进一步分析和诊断，找到了干扰源为鼓风机控制芯片内部DSP电路噪声干扰。

根据干扰点，采用切断干扰路径和对干扰源进行滤波处理的方法进行干扰抑制，如图2所示。

通过以上整改，对空调控制器进行重新测试，测试结果符合要求，整改措施有效，如图3所示。

由图3可知，之前超标的78MHz干扰已经完全消失，中准峰值和平均值干扰比限值有20dB以上余量，其他倍频干扰也得到了有效的扼制。

最后将整改后的空调控制器搭载到整车上，经过整车重测，验证整改措施可以有效解决整车辐射发射超标的问题。测试数据见图4所示。

从图4的数据来看，峰值扫描的数据离平均值限值至少有5dB以上，测试结果合格，见表4所示。

4.2 通过整改传播途径方法

某车型在做整车EMC测试时出现了整车宽带辐射发射超标的EMC问题，整车测试超标的数据见图5所示。

从图5的数据上看，超标的频率主要是在32MHz，超出限值有4dB左右，见表5所示。

通过排查，我们发现造成不合格的问题件为新能源电驱系统。对此，我们采取整改传播路径的方式进行整改。

通过用手持式频谱对电驱系统进行扫描，我们发现电驱系统的低压控制线干扰非常大，因此我们在该线束上增加了一个磁环，同时用铜箔对线束进行屏蔽并接地处理，见图6所示。

通过以上措施，我们对整改进行了复测，之前超标的频点有接近7dB的余量，结果可以满足标准的要求，见图7和表6所示。

4.3 通过整改受干扰设备或系统的方法

某车型在做整车自兼容测试的时候，出现了遥控距离过短不满足整车性能指标要求的问题。通过单独对BCM和RKE进行验证，发现BCM和RKE的遥控距离是完全满足我们指标要求的，因此怀疑是BCM受到车上其他部件的干扰导致问题产生。

我们通过用手持式频谱对BCM附近的各个部件进行排查，发现跟BCM相近的T-BOX件在遥控工作频率433MHz附近的干扰比较大，而且BCM和T-BOX相互之间的位置比较靠近，因此我们初步定位T-BOX影响到了BCM的接收。

为了验证问题，我们把T-BOX的电源断开，再次在整车上验证遥控距离，结果是断开T-BOX后遥控距离完全满足我们的要求。

考虑到整改T-BOX会增加验证的周期同时增加成本，我们最终考虑的方案是调整BCM的放置位置，使其跟T-BOX保持10cm以上的距离。最终通过整车布置的更改，我们对此方案进行了验证，调整后的方案很效，整车的遥控距离达到了我们整改性能要求的指标。

5 结束语

汽车技术发展日新月异，新能源汽车更是当今汽车发展的主要趋势，解决好汽车电磁兼容问题是我们当前急需解决的问题，通过上面的三种方法，我们在分析和解决汽车EMC问题就有了途经和措施，使我们在汽车研发阶段就能较好地解决整车EMC问题，从而有效保证了产品的质量。

参考文献：

[1]GB 34660-2017 道路车辆 电磁兼容性要求和试验方法.

[2]GB/T 18387-2017电动车辆的电磁场发射强度的限值和测量方法.

[3]ECE R10 关于车辆电磁兼容性能认证的统一规定.