新能源汽车之电磁兼容性分析

罗成霞，王永峰

（1. 四川省电子产品监督检验所，成都 610 100；2. 上海岳峰电磁兼容技术有限公司，上海 200235）

新能源汽车之电磁兼容性分析

罗成霞，王永峰

（1. 四川省电子产品监督检验所，成都 610 100；2. 上海岳峰电磁兼容技术有限公司，上海 200235）

根据新能源汽 车的组成特点，结合实际工作经验，对新能源汽车的电磁兼容性进行分析阐述，以在工程应用具有实践和指 导意义。

新能源汽车；电磁兼容；干扰

引言

由于全球石油的日趋紧缺和全球环境污染，新能源汽车的交通工具凭借其节能环保的优点逐渐成为关注的焦点。全球很多有实力的国家纷纷投入巨资研发新能源汽车，我国的“863”计划也将新能源汽车的发展列为重点攻关项目，国内很多主机厂和高校都在研发新能源汽车，并且已经取得了很大的成效。

2012 年7月9日，国务院正式颁发《2012-2020节能与新能源汽车产业发展规划》，新能源汽车在国内越来越受到重视，国内很多整车厂都在红红火火地上马新能源汽车项目，国内很多省市也都在推行新能源汽车的应用，比如新能源大巴公交车，电动出租车等。

1 汽车组成特点

汽车本身系统复杂，传统汽车由于有点火系统、发电系统、电机等，所以会有辐射发生。干扰不但使汽车本身的可靠性降低，也会影响到车内零部件的工作。相对于传统汽车，纯电动、混合动力、燃料电池等新能源汽车，它们的干扰尤其严重，由于新能源汽车内部有电驱动系统、高压部件（DC/DC，DC/AC等）的使用，其向外界发射干扰；如果抑制措施不够，逆变后会有丰富的谐波成分，然后经过输入输出线向外界发射出去，这些干扰成分频谱范围很广，从几十千赫到几十、几百兆赫兹，甚至覆盖更高射频段，它会导致汽车其它控制零部件的工作失效，也会对调幅广播频段产生严重干扰，会造成严重的交通事故，出于负责任的态度，新能源汽车的开发阶段就要进行多次的测试，对零部件及整车做真实可靠的试验，以确保整车及车载零部件通过相应的电磁兼容EMC的标准要求。

尽管整车厂及零部件厂商对新能源做了电磁兼容测试，但还是收到车主的投诉，使混合动力车等新能源汽车遭遇一场电磁危机，原因在于它的电磁干扰对人体及

环境的危害，虽然这一问题目前还没有定论，但消费者的担忧不无道理。电磁辐射已经被世界卫生组织列为噪声、水源、大气之后的第四大环境组织。

2 汽车电磁兼容（EMC）标准

国家标准中与车辆有关的电磁兼容标准有四个，分别是 GB/T 18387《电动车辆的电磁场辐射的限值和测量方法》，GB/T 18655 《车辆、船和内燃机 无线电骚扰特性 用于保护车载接收机的限值和测量方法》，GB 14023《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》和GB/T 17619 《机动车电子电器组件的电磁辐射抗扰性限值和测量方法》。其中只有GB/T 18387特别关注电动车辆的标准，它是等同采用美国机动汽车工程师协会标准SAEJ 551-5 《电动车辆的磁场和电场强度的测量方法及执行电平》。为了能科学规划，系统推进汽车电磁兼容标准化工作，全国汽车标准化技术委员会汽车电子及电磁兼容分技术委员会已于2010年成立了汽车电磁兼容标准化工作组，在电磁兼容标准预研等方面做了大量有益的工作。国家标准化管理委员会也于2011年底批准下达了强制性国家标准《道路车辆 电磁兼容性要求和试验方法》项目计划（项目编号20110720-Q-339）。

3 汽车电磁兼容性阐述及处理

3.1 汽车电磁干扰的产生原理

由于新能源汽车的高压系统的电磁干扰问题更为严重，整车EMC性能测试更难以通过国家认证测试。针对这些问题，本文对新能源汽车及主要电控部件所需要做的电磁兼容EMC角度进行了梳理，然后从整车角度对EMC设计提出了一些具体的建议和措施。

新能源汽车电磁干扰严重，究其原因，主要是驱动电机、电机控制、DC-DC、电池、高压空调系统等高压大电流的大功率电子设备，除此之外，还有高压系统，它把电池、动力系统、电机等全部连接在一起。新能源汽车内部还有其它一些部件，比如BMS、 VMS、ECU等，它们也能发出电磁干扰，同时，它们也会受到外界的强电磁干扰，导致它们工作不正常，影响车辆的正常运行，对于正在行驶中的车辆，会产生很严重的后果。所以只有从源头对新能源汽车作EMC设计，从源头进行预防，才有可能解决这个问题。这就要分别对新能源的主要干扰源依次做EMC设计及处理。

3.2 汽车电磁兼容的整改措施

3.2.1 电机控制器的EMC整改

我们对电机控制器内部的控制板和驱动功率板进行了整改：在控制板上，对晶振干扰源进行了滤波及接地处理，控制板上面的接插件线缆加强了滤波处理，要注意滤波器件要靠近骚扰源放置；对功率板上的功率模块部分增加了抑制开关通断的速度的措施，这样就降低了它产生电磁干扰的能量。相对控制板来说，驱动板上的功率模块上产生的电磁干扰是很强的，它也是电机控制器的电磁干扰的主要来源，所以解决好功率模块上的电磁干扰就成了解决问题的关键；对电机控制外壳也要做屏蔽措施，尽可能做到密封，同时也要加强电机控制器的外壳接地，尽可能让它接地面积大些。电机控制器输出的连接驱动电机的三相线要加屏蔽线，因为线上的驱动信号的电磁干扰很强，而且它会严重影响到车上其它的电子设备，所以要对它进行屏蔽，而且屏蔽线两端都要360度接地良好。如果有空间的话，可以增加磁环措施。

3.2.2 电源变换器DC-DC的EMC整改

电源变换器DC-DC也是一个很大的干扰源之一，由于其输入是高压输入，输出是大电流输出，再加上其内部功率管在通断时会产生很大的脉冲干扰，它是DC-DC重要的干扰源头。所以在做方案时要考虑周全，争取做到综合处理，从干扰源头及干扰路径等方面下方案。处理方法如下：在控制板上要对PCB走线进行合理布局，尽量把容易受干扰的信号等屏蔽起来，这样可以免受外界强干扰。在DC-DC 内部还要尽可能少用线束，如果不能避免的话，要尽可能使线束短。

驱动功率板上，要尽量延长功率管通断的时间，可以通过大电容来滤除通断产生的干扰。如果空间允许的话，可以在内部分别对输入端及输出端进行滤波处理，这样可以减少DC-DC内部干扰通过线束泄露出去。由于DC-DC输入时高压，输出时大电流，高压及大电流在工作时都会产生很强的干扰，所以，可以用屏蔽措施来消除它们向空间辐射的可能性。由于DC-DC产生是一个特殊产品，对它规定的电磁兼容测试还没有一个统一的规范，特别是在做传导骚扰测试项目时存在争议。因为按照常规来理解，它只要做输入端的传导骚扰测试就可以了，但是由于它又是车载电子设备的供电电源，它供电电源品质的好坏，会直接影响很多车载电子设备的稳定与否， 所以在对其做传导骚扰测试项目时，也要对其输出端做传导骚扰的测试。DC-DC也是很大功率。而且其功率密度很大，这必然会产生很大的电磁干扰，所以除了进行必要的电路板上做相应处理，还必须在结构上加强屏蔽，也就是说必须让它的外壳是金属的，并且屏蔽良好，这样可以阻止内部电磁辐射骚扰通过空间泄露出来。

3.2.3 驱动电机的EMC方案处理

驱动电机在工作时功率很大，会产生很强的干扰，所以它也是很大的干扰源之一。可以按照下面思路来处理： 对电机的三相线要做屏蔽，而且要两端接地；要加强电机外壳的接地，最好要接地面积越大越好。

对于电机的控制线也要用屏蔽线，因为如果不用屏蔽线的话，其它控制器的控制信号会受到电机的干扰，会导致控制信号失效，进而会影响到行车安全。

3.2.4 新能源汽车的空调系统的电磁兼容EMC整改

对于新能源汽车来说，汽车空调系统也是功率很大，而且它是由空调风机、冷凝电机、压缩机等分系统组成，所以它也会发出很强的干扰。那对它的处理也要分别对待，各自合理处理。只有这样，才可能解决空调系统的干扰。

布线也要前期导入EMC方案，同时也要预留一些措施。要注意信号线和干扰线的分别处理。

4 小结

总之，汽车本身是一个复杂的系统，在产品的设计之初就要进行电磁兼容性的综合考虑，才能达到产品的电磁兼容性要求。

[1] 白同云 .如何实现电磁兼容[C].北京：中国电子学会电子产品战略研究分会, 2000, 4.

[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.

Analysis on Electromagnetic Compatibility of New Energy Vehicles

LUO Cheng-xia, WANG Yong-feng
(1. Supervision & Test Station for Electronic Product of Sichuan, Chengdu 610100; 2. Quipert (Shang Hai) Co., Ltd., Shanghai 200235)

According to the composition characteristics of new energy vehicles, and combined with practical experience, this paper analyzes the electromagnetic compatibility of new energy vehicles. It has practical and guiding significance to the project application.

new energy vehicles; electromagnetic compatibility (EMC); disturb

TN97

A

1004-7204（2015）02-0028-03

罗成霞（1965-），女（汉），工程师，主要从事电磁兼容研究和检测。