新能（néng）源汽車EMC電（diàn）磁兼容問題

電磁（cí）兼容（Electromagnetic Compatibility，簡（jiǎn）稱（chēng）EMC)。指設備或係統在其（qí）電（diàn）磁（cí）環境中能正常工作且不對該環（huán）境中任何事（shì）物構成（chéng）不能承受的電磁幹擾的能力。

EMC包括兩個方麵的要求：一方麵是指設備在正常運行過程中對所在環（huán）境產生的電磁幹擾不能超過一定的限值，即所（suǒ）謂的電磁幹（gàn）擾（Electromagnetic Interference，簡（jiǎn）稱EMI）。

另一方麵是指設（shè）備對所在環境中存在的電（diàn）磁幹擾具有（yǒu）一定程度的抗擾度，即所謂（wèi）的電磁抗幹擾（Electro Magnetic Susceptibility，簡稱EMS）。

與傳統汽車相比，新能源汽車EMC問題更加突出。新能源汽車動力直接使用電（diàn）驅動係統，高壓附件的（de）使用（yòng）會使電磁幹擾問題的（de）更為嚴重。動（dòng）力（lì）係統由於（yú）電流在（zài）極短時間內的跳動（dòng）以及大功率半（bàn）導體開關的快速移動會發出強烈的輻射以（yǐ）及電磁幹擾。

加上電子電氣部件都占據著極大的比重，其中的電磁兼容性問題又與整車的安全密切相關。汽（qì）車內各種控製器，DCDC.DCAC都是強幹擾源，而且線束又多又長，輻射幹擾很嚴重。隨（suí）著CISPR25-2016的發布，高壓係統的EMC要求（qiú）越來越嚴（yán），EMC測試已成為汽車廠商所要麵對（duì）的最嚴峻的挑戰之一。

▲一個典型的DCDC拓撲（pū）結構

為了減（jiǎn）小電磁幹擾，我們就必須要加強電（diàn）磁兼容性測試。

傳統EMC設計中一般遵循：產（chǎn）品設計--樣品生（shēng）產--EMC 測試--測（cè）試（shì）不通過--整改--更（gèng）改設計--樣品生產--測試通過（guò）。

定位困難，反複重複的工作。

EMC仿真是基於軟（ruǎn）件分析的一種正向電磁兼容設計方法（fǎ），包括3D仿真，PCB仿真和（hé）係統及電路仿（fǎng）真。

電磁（cí）場的分析方法（fǎ）有解析法和數值法。EMC仿真（zhēn）軟件都是基於數值法。

常用（yòng）的數值法（fǎ）

電磁幹擾（rǎo）中所有算法的基（jī）礎，Maxwell方程：

▲Maxwell方程積分形式

▲Maxwell方程微分形式

現在比較主流的EMC仿真軟（ruǎn）件有ANSYS係列和CST係列

EMC仿真可以得出精確的結果

要想解決電磁兼容問題，需要從三個要點處著手，EMC問題萬變不離其宗的三（sān）要素：

幹擾源，產（chǎn）生幹擾的電路或設備。

優化設備的電氣架構，選用合適的電子元器件，降低設備的功率。

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

屏蔽幹（gàn）擾源設備和相關線束，增加線束（shù）濾波，合理規劃線束。

敏感設備，受幹擾的（de）電路或設備。高壓係統（tǒng），每一個依靠波形控製的高壓電器，如果（guǒ）受到電磁幹擾，可能（néng）輸出錯誤的控製信號（hào）。低壓係統，比如整車控製器VCU、CAN通（tōng）訊係統、電池管理係統BMS（尤其開關觸發電路和傳感器），能量管理單元，製動控製器等等，幾乎每一個具備控製調節功能（néng）的電（diàn）氣都（dōu）是敏感源。

減（jiǎn）小設備（bèi）接收幹擾的麵積，增大設備到幹擾源的距離。選取合適的地，就近接地。對於敏感（gǎn）頻段加強濾波（bō）設計。

幹擾（rǎo）源（yuán）、傳播途徑和敏感源， 三要素中任何一個（gè）條件被控製，係（xì）統的（de）抗電（diàn）磁（cí）幹擾性能都將得到改善。

抑（yì）製幹擾方法有三類：屏蔽，濾波和搭鐵

屏蔽，主要解決輻射幹擾，防止幹擾源向（xiàng）周圍環境傳播幹擾或者被環境中的電磁信號幹擾（rǎo）。屏蔽的（de）效果與屏蔽層材料，屏蔽層厚度，環境中的信號類型、信號強度，屏（píng）蔽層的完（wán）整（zhěng）性等因（yīn）素有關。

濾（lǜ）波，主要（yào）解決傳導幹擾，通過電路（lù）傳導的幹擾，無法依靠屏蔽手段避免，隻（zhī）有（yǒu）在電路（lù）中（zhōng）設（shè）置（zhì）濾波裝（zhuāng）置（zhì）。濾波器（qì）的參數設置與（yǔ）被保護回路及幹擾源的頻率有直接關係，可以根據兩者之間的差距選擇濾波器類型和參（cān）數。動力係統中的導（dǎo）線，具有很強的天線特性，既可以接收外來幹（gàn）擾信號，也可以發射幹擾信號到環境（jìng）中。

搭鐵，是針對共模幹擾采取的抑製措施，聯通幹擾源與（yǔ）係統地，可（kě）以減小幹擾信號的電流或者電壓。但（dàn）並不是直接使用導線連接就能完（全）起到抗幹擾的作用，接地的（de）效果與接地模（mó）式密切相關。不合（hé）適的接地，反（fǎn）而會將汽車搭鐵（tiě）係統中的幹擾信號傳輸（shū）給原本屏蔽措施非常完善的係統。

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

針對電動汽車的電磁兼容，國際上製定出嚴格的行（háng）業標準。汽車EMC的標準，包括（kuò）整車、零（líng）部件、IC的EMC標準。

整車EMC測試及標準包括：

整車對外（wài）幹擾，整（zhěng）車輻射幹擾；整車抗幹擾，整車輻射抗幹擾（rǎo）。

零部（bù）件EMC測試：

零部件對外幹（gàn）擾，零部（bù）件抗幹擾，

▲輔助變頻器EMC測試

芯片EMC測試標準

芯片中傳導發射和傳導幹（gàn）擾注入（DPI）是IC比較常見的測試。

每（měi）個整車廠都有自己的標準，測（cè）試項大同小異（yì），測試限值稍（shāo）有不同

國內（nèi）電動汽車發展迅猛，但就電動汽（qì）車各個部件的EMC而言，相關標準的完善程（chéng）度，還遠遠跟（gēn）不上技術進步的需求。目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（jìn）行傳導和輻射的測試。

2018年（nián）6月份，國家標準化管理委員會發布了《電動汽車用驅動電（diàn）機係統電磁兼容性要求和試（shì）驗方法》，標準號為GB/T 36282-2018，該標準（zhǔn）已於2019年1月1號開（kāi）始實（shí）施。

這個新標準，包含了輻射發射（分為寬帶、窄帶試（shì）驗，參考GB/T 18655），輻射抗擾度（分（fèn）為（wéi）BCI大（dà）電流注入和ALSE電波（bō）暗（àn）室法，分別參考ISO 11452-4和ISO 11452-2），電源（yuán）線瞬態傳導抗擾度（參考ISO 7637-2）以及靜電放電（diàn）抗擾（rǎo）度（參考（kǎo）ISO 10605）

這個標準（zhǔn），與以往的汽車電子的標準，都不（bú）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，以及靜電等多個標準（zhǔn）提（tí）出的內容，提取出來，針對驅（qū）動係統，合並到一個（gè）標準上了，所以說這是一個產品標準。

新標準的發（fā）布，很大程度上會加速完善和提（tí）高國內現有的（de）電動汽車驅動部件的EMC測試水平，給該領域（yù）EMC從業者一個更加明確（què）的努力方向。這是新（xīn）能源從（cóng）業者的一個挑戰（zhàn），同時也是機遇。