李旭：长安新能源汽车电磁兼容开发现状与展望

　　“新能源汽车电磁兼容技术是急需解决的关键技术。”7月27日，在重庆车辆检测研究院有限公司、电动汽车资源网联合主办的“2017中国新能源汽车测试评价技术发展高峰论坛”上，长安汽车工程研究总院工学博士、高级工程师李旭表示。

　　长安汽车工程研究总院工学博士、高级工程师李旭

　　电动汽车资源网整理李旭博士演讲主要内容如下：

　　一、新能源汽车的机遇与EMC挑战

　　李旭表示，日益严峻的环境污染、温室效应和能源危机等问题使得新能源汽车的产业化刻不容缓。国务院发布的《国家节能与新能源汽车产业发展规划(2012—2020年)》也明确表示将重点推进纯电动汽车和插电式混合动力等新能源汽车的产业化。规划明确，到2020年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车生产能力达200万辆、累计产销量将超过500万辆。所以在这种情况下，新能源汽车成为国家的重要发展战略，当前新能源汽车在国内非常热，智能网联也比国外热很多。

　　李旭表示，除了电机、电控、电池等关键部件的研发以外，EMC也是比较重要的技术。因为，一方面对新能源汽车而言，电磁兼容的法规通过难度还是比较高的。再则，新能源汽车和常规车内的电磁环境有较大差别，更容易影响到用户的体验感，例如收音机接收效果、蓝牙、WIFI和显示屏等的性能问题。所以，解决其电磁兼容问题是进行新能源汽车开发的关键。

　　二、技术路径与长安EMC开发现状

　　1.技术路径与研发历程

　　李旭表示，新能源汽车电磁兼容面临的难点有：1）新能源部件强电磁干扰控制难题；2）高压部件和系统的整车EMC集成匹配难题；3）新能源汽车的测试分析和评价难题；4）无新能源汽车的EMC开发体系平台。

　　针对以上难点，自2009年始，历时8年，长安汽车联合重庆车辆检测研究院、中国汽车工程研究院、重庆大学、中国科学院电工研究所和关键高压部件供应商等，通过自主创新和合作研究，初步掌握了以下新能源汽车EMC的开发技术：1）关键部件强电磁干扰控制；2）敏感器件的抗干扰技术；3）新能源整车EMC设计匹配；4）测试验证与分析技术。

　　2.长安EMC技术开发现状

　　1）初步掌握新能源强干扰器件的EMC控制技术

　　直流变换器DC/DC的强干扰控制：通过电源电路的多级滤波技术和接口电路的滤波处理等，直流变换器电磁干扰降低达25dB以上，初步满足长安整车使用要求。

　　电机驱动系统的强干扰控制：通过高压隔离滤波及高压线束屏蔽方案设计等，电机驱动器性能优化30dB，初步满足了长安汽车使用要求。

　　2）初步掌握BMS等敏感器件的抗干扰设计技术

　　通过优化采集电路和软件滤波算法等抗干扰设计，初步解决电池管理系统电压和电流异常波动问题。

　　3）高压和整车电器系统的EMC集成与优化

　　李旭认为，对整车企业而言，除了进行关键部件的EMC性能开发和管控以外。最核心的技术还是在于做高压系统和整车电器系统的EMC集成匹配与优化。包括关键零部件的总布置；还有接地点的布置、接地点的分配；线束的走向、布置和线束的选型等。经过一系列优化以后，整车才可以获得比较良好的电磁兼容效果。此外，李旭认为要做好电动汽车的电磁兼容，必须要保证高压连接系统的屏蔽连续性和完整性。

　　4）新能源专用器件的EMC测试与分析

　　李旭表示新能源汽车的EMC测试和常规燃油汽车的测试有一定的差别和难点，包括测试布置、测试仪器和如何模拟关键器件的实车使用状态等。针对这一难点，长安公司开发了大功率专用测试负载，以满足直流变换器等带载测试要求。并联合检测机构建立电机带载EMC测试平台，解决电机控制系统的摸底测试需求，降低了测试的成本。

　　3.初步的产业化效果

　　李旭表示，基于上述技术的产业化应用，长安新开发的C207插电式混合动力汽车已经达到了较好的电磁兼容性能水平。

　　1）电磁兼容性能： 依据CISPR、 ISO及长安企业标准的电器部件12项EMC性能实验、19项电气负荷实验，整车8项实验合格率均为100%，根据GB/T 18387-2008测试获得的整车电磁辐射场最小裕量7dB，满足EMC法规要求，整车抗电磁干扰达到50V/m。

　　2）用户体验：整车遥控≥30m、PEPS、收音、蓝牙、wifi性能100%达成，车内87-108MHz收音频段内干扰噪声和常规车差异大幅缩小，高分台20个，基本达到常规车水平。

　　3）人体健康：依据JASO TP13002:2013进行初步测试获得的车内电磁辐射场远远优于ICNIRP和WHO《限制时变电场、磁场和电磁场曝露的导则》的要求。

　　4.长安新能源EMC开发现状总结

　　1）初步建立起EMC流程体系和规范，但还不健全。

　　2）新能源整车和关键部件的电磁兼容设计分析能力还比较弱。

　　3）长安新能源整车的产业化效果还不够理想，在EMC及其它很多方面还需要不断的向国内的其它整车和零部件企业学习和借鉴。

　　三、新能源汽车未来EMC研发浅析

　　1. 测试分析技术方面

　　1）如何通过器件级别的测量来确定整车级别可能出现的问题？如何通过整车EMC性能目标，合理的分解零部件指标？李旭认为，这是正向开发和故障诊断的核心。部件的某些指标可以通过电场/磁场的特性，及 1米远、3米远或10米远场强的关系，根据整车的法规限值线要求（整车目标）初步的获得部件的相关EMC指标。部件的相关抗扰度指标还可以通过仿真或者测试的方式进行更为合理分解。

　　2）如何在暗室里正确高效的模拟整车各种工况，加速、刹车和反充电等？国内自主品牌的整车企业，应该更加重视，如何设计整车工作状态以最少的测试次数验证完所有电气系统的性能。

　　3）目前对于12/24V低压系统的测试分析标准比较完善，而高压部件的标准还不完善，还需要进一步研究和完善。

　　2. 新能源EMC集成与设计方面

　　1）如何降低高电压和大电流对低压系统的耦合干扰影响，保护低压系统，提高控制和信号等的安全性？

　　2）如何确定屏蔽线和非屏蔽线的使用，屏蔽性能达到多少合格，如何准确评估？屏蔽线成本高，屏蔽连续性和完整性的工程实施难度较大。

　　3）分析大功率开关器件的干扰特性和高效电磁干扰控制措施，包括新型抑制元器件的应用。

　　3. 智能网联电动汽车的电磁安全与可靠性

　　“智能网联搭载电动汽车以后，如何保证电磁兼容性？因为智能网联很多都是无线信号，信号的传输和交互的速率更快，对其可靠性有更高的要求，如何保证发送传输和接收，肯定是未来非常重要的工作。”李旭认为，智能网联汽车有很多工况，在试验环节之中如何去模拟，这是需要实验室或整车厂共同来研究的。智能网联汽车的电磁安全性评价指标也是非常重要的，如何在试验过程中，把复杂的电磁环境采集、实现在暗室环境中的再现？整车厂如何去确定智能网联汽车关键设备和系统的EMC/RF指标，如何去测试评价，如何去进行整车的集成匹配？这些都是未来EMC研究的重点和难点。

　　（来源：电动汽车资源网 李珊）

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