高新傑：電動汽車電磁兼容性設計淺析 6大難點與7個解決方法

06-23

電動汽車資源網訊：

7月26-27日，由電動汽車資源網與重慶車輛檢測研究院有限公司聯合舉辦的「2017中國新能源汽車測試評價技術發展高峰論壇」在深圳盛大來襲。本屆高峰論壇吸引到400餘位來自權威檢測機構以及整車、零部件企業等的精英人士出席。

27日下午，針對「新能源汽車EMC綜合解決方案」，北京新能源汽車股份有限公司整車EMC開發科科長高新傑為與會嘉賓帶來「電動汽車電磁兼容性設計淺析」的主題演講。

電動汽車資源網整理高新傑演講的主要內容如下：

一、電動汽車電磁兼容性研究的內容相對豐富

1.電動汽車電磁兼容性測試標準

高新傑表示，電動汽車電磁兼容性內容非常豐富，但目前我國的標準還比較欠缺。

2.電動汽車電磁兼容性四個基本研究點：

①　標準法規

②　人體防護

③　系統內兼容

④　動力電池衝擊

3.行車狀態下：車內對強電磁干擾環境下的敏感性以及保護車外接收機

4.充電狀態下：發射和敏感度

目前國家對充電狀態下的發射沒有強制性標準，但高新傑建議整車、充電樁等企業一定要進行這方面的研究，並注意不同車型的測試策略要區別對待。

5.充電智能化可能面臨的EMC問題

電動汽車家用智能電網（V2G、V2H等）以及無線充電技術中傳導和輻射發射特性、抑制技術等研究。

6.新生代技術:SiC功率器件普及

由於材料限制，傳統硅基功率器件主要性能已逼近其材料的本徵極限，這包括：電壓阻斷能力、正嚮導通壓降、器件開關速度等，尤其在高頻和高功率領域更顯示出其局限性。

高新傑表示，能量密度更大，EMI抑制更難。高壓系統集成是趨勢，所以如何高度有效實現EMC系統集成既是關鍵又是難點。

7. 汽車駕駛智能化對信號質量的苛刻要求

他表示，隨著智能網聯技術的發展，企業要對整車的功能、精度、安全、可靠性進行深入的研究。

8.汽車通訊無線化、高速化

當引入信息娛樂系統和基於視頻的高級駕駛輔助系統（ADAS）後，這些應用程序相比傳統控制系統的數據傳輸帶寬需求有顯著增長，現有車載網路傳輸帶寬不足的問題凸顯，因此迫切需求下一代的車載網路技術及架構。高新傑認為，乙太網將成為趨勢。

9. 動力電池使用壽命

從波形上看，左圖的單體電壓是40-50毫伏，優化後小於10毫伏，優化後的效果很好。

10.複雜電磁環境抗擾度

高新傑表示，抗擾度試驗中時域、頻域信號的有效採集、監測、解析非常重要。

小結：高新傑舉例說，假設高壓線的走向稍稍變更，整車的EMC測試趨向就會有很大的變化。所以說，整車EMC之所以是一個系統工程，就是因為涉及到所有的高低壓電器部件，包括線纜、車身，還涉及到充電和電網，所以需要研究的點非常多。

二、電動汽車電磁兼容性優化案例淺析

會上，高新傑以多個優化案例介紹了如何有效控制與解決電磁兼容問題。主要涉及整車測試優化方案、屏蔽層搭接問題、CAN屏蔽地優化方案、感測器信號優化、高壓繼電器優化、整車充電狀態傳導發射優化、動力電池電壓採集故障解決方案、快充樁充電導致整車控制器故障的解決方案。

高新傑建議，從事EMC工作，首先要熱愛這份工作，其次要不斷學習各種知識；從事電動汽車EMC設計工作，需要對電氣架構、電路設計、結構等有深入理解；從事EMC工作，需要試驗中去發現、分析、解決問題；多些耐心、多些研究、多些思考、多些總結。

三、電動汽車電磁兼容性設計難點及方法

高新傑表示，目前要解決電磁兼容問題還面臨很多難點。第一是標準越來越多，企業的開發成本增加；第二，EMC必須要走標準之路，但多數車企缺乏EMC可控、量化技術的研究，未建立一個有效的對後續產品研發有幫助的知識體系；第三，對EMC設計理念理解不夠深刻，如屏蔽、泄露、屏蔽+接地、濾波等方面的設計理念缺乏；第四，EMC設計思想缺乏；第五，一個車型EMC設計的變數太多，同一配置不同車型也會存在較大差異；第六，電器部件眾多，EMC相關內容較多，既有高壓也有低壓，既有高頻部分又有低頻部分。

針對上述問題，高新傑提出了幾個解決方法：

第一，優先提高高低壓零部件EMC設計水平。高新傑表示，國內企業高壓部件里的電路拓撲雖然差異不大，但殼體結構設計、材料、電路布局等方面存在較大差異，帶來的EMC等性能差異非常大。國內企業可以對標、學習國外技術。

第二，車身參考地的EMC很重要。高新傑表示，車身作為負極搭鐵的一部分，車身各個表面存在電流，接地點是有阻抗的，如果有共模電流經過車身，將會導致共模電壓的產生，所以DC/DC設計是非常重要。

第三，整車EMC設計是個系統工程，要系統布局，架構清晰，分明。

第四，科學的電氣架構布局非常重要。

第五，高低壓電器部件低壓供電電源EMI抑制是重點。

第六，深入研究信號完整性、電源質量、電器部件瞬態電氣特性。

第六，開展電磁兼容性解析及量化設計技術。具體涉及單部件低壓供電質量分析、指標分解及優化，多部件並聯後電源質量分析、指標分解及優化，低壓線纜布局、負極搭鐵合理性，單（多）高壓電器部件啟動、穩態、多工況下動力母線上電壓波動及指標等。

（來源：電動汽車資源網淦文珍）