新能源车电磁兼容安全试验全方位解析

国家标准GB/T 4365-2003《电工术语 电磁兼容》中定义“电磁兼容（EMC）”为：设备或者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。

随着电动汽车的高速发展，新能源高压产品需求逐步增加，单体所导致的电磁兼容问题越来越多，汽车电磁兼容安全试验的测试项目有很多，主要包括电磁干扰、电磁抗扰两大类。本文主要对目前国际、国内电磁兼容测试标准进行了分析和解读，结合高压产品测试实际测试经验，总结了新能源汽车高压产品测试标准、测试原理及测试方法等。

新能源车高压部件构成

1、新能源汽车EMC测试标准

近两年来，随着新能源汽车发展突飞猛进，其高压元器件带来的电磁兼容问题也越来越多，目前主流高压产品主要包含：

电池包与动力电池管理系统BMS

驱动电机与电机控制器MCU

车载充电器 OBC

DC/DC 等高压产品

新能源高压产品在整车法规测试中所贡献的电磁干扰较多，甚至会引起法规测试超标等情况。因此，新能源高压产品的单体电磁兼容测试显得至关重要，下图列举了常用的新能源汽车领域相关国家标准及依据。

新能源汽车电磁兼容标准&依据

相对于国家标准和国际标准，企业标准往往要求更为严格。就电磁兼容标准来说，国际标准对于整车辐射抗扰度的场强要求最低为25V/m，而部分汽车公司的企业规定为 100~600V/m。国内外各大型汽车公司均建立了自己的电磁兼容企业标准体系

2、电磁兼容试验分类

随着近年来新能源汽车的发展和普及，汽车电磁场人体防护试验越来越受到重视，电磁兼容试验主要分为电磁干扰试验（EMI）和电磁抗扰试验（EMS）两类，又分别包括传导和辐射两种信号传播方式，其试验原理均属于测量车辆或系统对外的发射强度。

电磁兼容常见测试项目

3、电磁兼容试验原理

对于新能源汽车汽车而言，车内外电磁环境更加复杂，电磁兼容性能不仅关乎汽车产品的性能，更关乎汽车产品的安全。

电磁兼容试验的原理是将骚扰源(发射部件)模拟为一个发射天线，将敏感设备(接收部件)模拟为一个接收天线，而信号传播途径又分为辐射稠合和传导耦合两种方式，从而得到一个简化的试验原理模型。

干扰类试验：将被测车辆(或系统)模拟为骚扰源和发射天线，把接收天线和接收机理解为敏感设备，通过将接收机外理后的测试结果与相应标准的限值进行比较来判断合格与否。

抗扰类试验：将信号发生器模拟为骚扰源，信号经过功率放大器放大后通过线缆传输给发射天线或注入钳，这时的敏感设备就变成了待测车辆(或系统)，试验过程中通过音视频或CANoe等监控手段监控被测物的工作状态

新能源汽车EMC研究四大部分包括：

与车外广播电视、天线通信等设施间相互影响

人体静电影响及人员防护

电网设备相互影响

内部电气部件相互影响

新能源汽车EMC研究

4、电磁兼容试验方法

电磁兼容试验最理想的测试环境是开阔场(OATS)，但在广播、通信迅速发展的今天想要找到一块符合开阔场要求的场地非常困难。因此，电磁兼容试验都要求在屏蔽室或者电波暗室中进行。

（1）开阔场

开阔场是早期开展电磁兼容研究的主要场所，GB/T 6113.104-2021《无线电骚扰和抗扰摩测量设备和测量方法规范 第 1-4 部分: 无电骚扰和抗扰度测量设备 辐射骚扰测量用天线和试验场地》中对开阔场的相关性能指标要求为：平坦、空旷、地面铺设金属钢板、无任何反射物的椭形或圆形户外试验场地。理想的开阔场具有良好的导电性，面积无限大，接收天线接收到的信号是直射路径和反射路径信号的总和。

开阔场往往远离市区，且开展试验受天气情况影响较大，且存在反射，因而电磁兼容试验更趋向于使用半电波暗室来模拟开阔场试验环境。

（2）半电波暗室

电波暗室分为全电波暗室和半电波暗室，都是经过屏蔽设计的六面盒状建筑体，内部安装有吸波材料，通常是房中房结构。半电波暗室的地面使用金属导电地板不覆盖吸波材料，场地将产生反射，可以模拟理想的无限大的开阔场条件，是目前比较理想的电磁兼容测试场地。

全电波暗室

10米法半电波暗室

半电波暗室的主要技术指标包括:

屏蔽效能(SE)：表示电波暗室对外界信号的屏蔽能力，数值上等于没有屏蔽体时接收到的信号值与在屏蔽体内接收到的信号值的比值，一般低于标准限值6dB。

背景噪声：暗室的背景噪声体现的是暗室可以达到的“安静程度”，受屏蔽效能和暗室内相关设备影响。

净区尺寸：指暗室内受反射干扰最弱的区域，尺寸与暗室的形状、大小、结构、工作频率以及吸波材料的电性能等有关。

归一化场地衰减(NSA)：是评价电波暗室性能的核心指标，其结果直接决定了电波暗室是否可用于EMI测试。

场均与性(FU)：是决定电波暗室能否开展辐射抗扰度测试的关键参数

5、总结

新能源汽车EMC电磁兼容测试的目的在于确保车辆在复杂的电磁环境中能够正常运行，同时不会对其他设备和系统产生不必要的干扰。而高压系统仍然是新能源汽车典型的骚扰源和敏感体，尤其是新技术碳化硅的应用，为EMC带来更大的挑战。未来新能源汽车高压系统的电磁兼容测试将多元化发展，不局限于部件标准，逐渐地采用系统级方式测评驱动总成系统。现阶段系统级测试可以做到定性分析测试结果，未来系统级测试发展成熟，或许不将局限于定性结果分析，做到定量指标分析。

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