某电动车辆在电磁兼容检测中的典型问题简析

窦满义 孙添飞 黄武凯

摘 要：汽车产业是我国国民经济的重要支柱产业之一，相较于传统燃油汽车，新能源汽车在能源来源、尾气排放等方面具有明显优势。鉴于此，针对某新能源电动车进行电磁兼容检测时遇到的典型问题，介绍了相关的检测标准，给出了相关项目的测试结果，描述了出现的典型问题，分析了问题的查找过程及查找方法，提出了新能源电动车进行测试整改的一种思路。

关键词：电动车;电磁兼容;检测

中图分类号：U469.72    文献标志码：A    文章编号：1671-0797（2022）08-0035-05

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2022.08.010

1    电磁兼容（EMC）检测标准

目前电动车辆相关的国家标准有10个[1]，本次试验使用的有2個，分别是《车辆、船和内燃机 无线电骚扰特性 用于保护车外接收机的限值和测量方法》（GB 14023—2011）、《电动车辆的电磁场发射强度的限值和测量方法》（GB/T 18387—2017）。GB 14023—2011、GB/T 18387—2017、GB 34660—2017为国家强制标准，其余相关国家标准GB/T 18655—2018、GB/T 19951—2019、GB/T 33012—2016等均为推荐性国家标准。

2    某电动车辆的EMC测试结果

2.1    GB 14023—2011测试结果

按照标准要求进行窄带辐射发射试验，车辆状态为上电且发动机不运转，车辆开启前后雨刮、双闪、近光灯、前后雾灯、顶灯、空调等电气设备，车门闭锁，车窗关闭。测试通过，本文给出部分测试结果，如图1所示。

按照标准要求进行宽带辐射发射试验，车辆状态40 km/h。测试未通过，图2为测试结果。

根据测试结果分析，曲线为非连续性的梳状信号，类似某一电子器件的倍频。宽带辐射发射其他测试结果均为类似信号。

2.2    GB/T 18387—2017测试结果

按照标准要求首先确认车辆电场和磁场发射的最大辐射面。进行磁场发射测试，车辆状态40 km/h，对车辆左侧面磁场3个极化测试全部结束后，发现测试结果同样表现为类似的梳状信号，图3为测试结果。

该信号与传统包络信号相差较大，该次测试结果倍频信号之间频率相差0.072 MHz左右，无法得知该频率信号由何种部件发出。该项试验停止，对测试结果进行分析与查找。

3    结果分析及问题查找

本次分析查找工作主要围绕GB/T 18387—2017项目展开。

3.1    测试结果初步确认

首先确认试验室本底噪声是否符合要求。为防止电波暗室的本底噪声出现偶然现象，进行多次重复测试，图4为测试结果。由测试结果可得出电波暗室的本底噪声合格，排除试验室因素。在此后查找中磁场天线极化均为与车辆平行方向。

之后汽车分别挂ON挡和OFF挡，由转台轮毂带动车辆进行测试，速度设定为40 km/h。图5、图6为测试结果。

为确保结果的准确性，对车辆ON挡、OFF挡状态均进行多次重复测试。初次测试出现少量尖峰信号，多次测试后，信号稳定出现类似的梳状信号，该信号完全沿本底曲线趋势出现，此次测试中倍频信号之间频率相差0.136 MHz左右，对车辆零部件分析之后无法确认该频率的信号由何发出。

测试查找结论：信号与试验场地无关，车辆OFF挡状态测试结果已出现类似的梳状信号，考虑信号是由带常电的零部件引起，接下来对车辆OFF挡状态采取措施。

3.2    车辆低压部件分析

第一步：断车辆低压电，轮毂带动车辆，速度40 km/h，测试频段3～30 MHz，测试结果如图7所示。

由图7可看出车辆断低压电后，信号未发生改变。车辆下电后按照原理解析应已无工作的零部件，接下来尝试分析低压部件。后续车辆状态及测试位置均与此次相同。

第二步：断车辆MCU，测试结果如图8所示。

由图8可看出，断MCU对信号没有影响。接下来在MCU断开的情况下，断开DC线，测试后发现信号未发生改变，恢复MCU及DC线。

第三步：断FCU低压，测试结果如图9所示。

由图9测试结果看也排除了FCU的影响。

第四步：断电机低压线，低压线口铝箔屏蔽，测试结果如图10所示。

测试后发现信号未发生改变，恢复汽车为原始状态。

测试查找结论：该信号与低压部件无相关性。

3.3    车速、运行时间分析

在测试结果初步确认中提到，ON挡、OFF挡初次测试时，会出现少量尖峰信号。接下来在车速和运行时间等方面展开分析。

首先，放置车辆足够长时间至完全冷却，车速5 km/h，车辆右侧面测试结果如图11所示。后续测试天线状态与此次相同。

结果曲线中高频段没有尖峰信号。

之后，车辆预热，维持车速5 km/h运行一段时间后再次进行测试，发现结果中出现尖峰信号，测试结果如图12所示。

接下来进行车速20 km/h的测试，测试频段3～30 MHz，测试结果如图13所示。

此时梳状信号已完全出现，只是信号强度不大，继续车速40 km/h的测试，结果相似。

测试查找结论：车辆充分预热后，状态趋于稳定，梳状信号开始出现，考虑信号可能与电机相关;而对车辆不同速度测试结果不同，考虑信号可能与轮速传感器相关。

3.4    汽车高压部件、轮速传感器分析

首先对电机进行处理[2]，拆三相、电机加屏蔽、三相盖屏蔽、电机体搭铁，转毂带动车辆，速度40 km/h，车辆右侧面测试结果如图14所示。

测试结果也排除了电机的因素。

接下来分析轮速传感器，需先确认是前轮还是后轮轮速传感器。

车辆OFF挡状态，转毂带动车辆，车辆后轮不动，速度20 km/h，测试结果未发生变化。

车辆OFF挡状态，转毂带动车辆，车辆前轮不动，速度20 km/h，测试通过。测试结果如图15所示。

通过车辆前轮动和后轮动两种状态的测试，确认信号由前轮转动引起。

接下来验证前轮轮速传感器，车辆状态为前轮动，拔轮速传感器，分5 km/h、60 km/h两种速度进行测试，图16、图17为测试结果。

测试后发现，两种不同速度的结果中依旧存在梳状信号，排除了轮速传感器的因素。

测试查找结论：信号与电机、轮速传感器无关，是由车辆前轮转动引起。

3.5    车辆前轮分析

恢复车辆为原始状态。

首先将车辆前后轮胎对换，分别进行转毂带动车辆前轮（原后轮胎）、带动车辆后轮（原前轮胎）两种状态的测试，速度60 km/h，图18、图19为测试结果。

根据车辆调换前后轮胎的4组测试结果对比，可得出梳状信号是由车辆原前轮胎引起。更换原前左、右轮胎，再次进行测试，最终确认信号由原前右轮胎引起。

测试查找结论：信号由车辆原前右轮胎引起。

3.6    结果确认

对车辆原右轮胎进行分析。

将该轮胎安装在其他符合标准但型号不同的车辆上，依次进行磁场辐射发射的测试，车速40 km/h，无任何梳状信号出现。将该轮胎安装回原车辆上，再次进行测试，发现梳状信号复现。

对该轮胎进行外观检查，发现轮胎上扎有一个钉子，并且是车辆进入试验场地前已确认存在，因担心拔出钉子会损坏轮胎，故未对钉子进行处理。现考虑信号是由于钉子影响胎压传感器而引起的。

测试结论：由于试验室需继续进行试验，决定将该轮胎返回车厂进行检查。最终结论是车辆运行中，轮胎上的钉子引起胎压传感器接收信号不稳，进而产生了梳状信号，而不同车型由于配置构造不同，对胎压传感器的影响不同，最终结果出现不同。这也表现出了车辆的复杂性。

4    结语

新能源电动汽车在国内得到大力发展和应用，但其本身是一个复杂的大型电子设备，发出的电磁干扰也存在多样性。本文通过对汽车低压部件、高压部件、车辆运行速度以及运行时间等的分析，实现了对零部件的管控，最终完成了对车辆的整改。

[参考文献]

[1] 羅成霞，王永峰.新能源汽车之电磁兼容性分析[J].环境技术，2015，33（2）：28-30.

[2] 王伟，周雅夫，王健.电动汽车电磁兼容性研究[J].汽车工程，2008，30（5）：399-402.

收稿日期：2021-12-02

作者简介：窦满义（1986—），女，河北人，硕士，工程师，研究方向：电磁兼容整改与测试。

孙添飞（1987—），男，吉林人，硕士，工程师，研究方向：电磁兼容整改与测试。

黄武凯（1965—），男，重庆人，硕士，高级工程师，研究方向：电磁兼容技术，电气工程与自动化。