1電磁兼容(EMC)檢測標準

目前電動車輛相關(guān)的國家標準有10個,本次試驗使用的有2個,分別是《車輛、船和內(nèi)燃機無線電騷擾特性用于保護車外接收機的限值和測量方法》(GB14023一2011)、《電動車輛的電磁場發(fā)射強度的限值和測量方法》(GB/T18387一2017)。GB14023一2011、GB/T18387一2017、GB34660一2017為國家強制標準,其余相關(guān)國家標準GB/T18655一2018、GB/T19951一2019、GB/T33012一2016等均為推薦性國家標準。

2某電動車輛的EMC測試結(jié)果

2.2GB24023一2022測試結(jié)果

按照標準要求進行窄帶輻射發(fā)射試驗,車輛狀態(tài)為上電且發(fā)動機不運轉(zhuǎn),車輛開啟前后雨刮、雙閃、近光燈、前后霧燈、頂燈、空調(diào)等電氣設(shè)備,車門閉鎖,車窗關(guān)閉。測試通過,本文給出部分測試結(jié)果,如圖1所示。

按照標準要求進行寬帶輻射發(fā)射試驗,車輛狀態(tài)40km/h。測試未通過,圖2為測試結(jié)果。

根據(jù)測試結(jié)果分析,曲線為非連續(xù)性的梳狀信號,類似某一電子器件的倍頻。寬帶輻射發(fā)射其他測試結(jié)果均為類似信號。

2.2GB/T28387一2027測試結(jié)果

按照標準要求首先確認車輛電場和磁場發(fā)射的最大輻射面。進行磁場發(fā)射測試,車輛狀態(tài)40km/h,對車輛左側(cè)面磁場3個極化測試全部結(jié)束后,發(fā)現(xiàn)測試結(jié)果同樣表現(xiàn)為類似的梳狀信號,圖3為測試結(jié)果。

該信號與傳統(tǒng)包絡(luò)信號相差較大,該次測試結(jié)果倍頻信號之間頻率相差0.072MHz左右,無法得知該頻率信號由何種部件發(fā)出。該項試驗停止,對測試結(jié)果進行分析與查找。

3結(jié)果分析及問題查找

本次分析查找工作主要圍繞GB/T18387一2017項目展開。

3.1測試結(jié)果初步確認

首先確認試驗室本底噪聲是否符合要求。為防止電波暗室的本底噪聲出現(xiàn)偶然現(xiàn)象,進行多次重復(fù)測試,圖4為測試結(jié)果。由測試結(jié)果可得出電波暗室的本底噪聲合格,排除試驗室因素。在此后查找中磁場天線極化均為與車輛平行方向。

之后汽車分別掛oN擋和oFF擋,由轉(zhuǎn)臺輪轂帶動車輛進行測試,速度設(shè)定為40km/h。圖5、圖6為測試結(jié)果。

為確保結(jié)果的準確性,對車輛oN擋、oFF擋狀態(tài)均進行多次重復(fù)測試。初次測試出現(xiàn)少量尖峰信號,多次測試后,信號穩(wěn)定出現(xiàn)類似的梳狀信號,該信號完全沿本底曲線趨勢出現(xiàn),此次測試中倍頻信號之間頻率相差0.136MHz左右,對車輛零部件分析之后無法確認該頻率的信號由何發(fā)出。

測試查找結(jié)論:信號與試驗場地?zé)o關(guān),車輛oFF擋狀態(tài)測試結(jié)果已出現(xiàn)類似的梳狀信號,考慮信號是由帶常電的零部件引起,接下來對車輛oFF擋狀態(tài)采取措施。

3.2車輛低壓部件分析

第一步:斷車輛低壓電,輪轂帶動車輛,速度40km/h,測試頻段3~30MHz,測試結(jié)果如圖7所示。

由圖7可看出車輛斷低壓電后,信號未發(fā)生改變。車輛下電后按照原理解析應(yīng)已無工作的零部件,接下來嘗試分析低壓部件。后續(xù)車輛狀態(tài)及測試位置均與此次相同。

第二步:斷車輛MCU,測試結(jié)果如圖8所示。

由圖8可看出,斷MCU對信號沒有影響。接下來在MCU斷開的情況下,斷開DC線,測試后發(fā)現(xiàn)信號未發(fā)生改變,恢復(fù)MCU及DC線。

第三步:斷FCU低壓,測試結(jié)果如圖9所示。

由圖9測試結(jié)果看也排除了FCU的影響。

第四步:斷電機低壓線,低壓線口鋁箔屏蔽,測試結(jié)果如圖10所示。

測試后發(fā)現(xiàn)信號未發(fā)生改變,恢復(fù)汽車為原始狀態(tài)。

測試查找結(jié)論:該信號與低壓部件無相關(guān)性。

3.3車速、運行時間分析

在測試結(jié)果初步確認中提到,oN擋、oFF擋初次測試時,會出現(xiàn)少量尖峰信號。接下來在車速和運行時間等方面展開分析。

首先,放置車輛足夠長時間至完全冷卻,車速5km/h,車輛右側(cè)面測試結(jié)果如圖11所示。后續(xù)測試天線狀態(tài)與此次相同。

結(jié)果曲線中高頻段沒有尖峰信號。

之后,車輛預(yù)熱,維持車速5km/h運行一段時間后再次進行測試,發(fā)現(xiàn)結(jié)果中出現(xiàn)尖峰信號,測試結(jié)果如圖12所示。

接下來進行車速20km/h的測試,測試頻段3~30MHz,測試結(jié)果如圖13所示。

此時梳狀信號已完全出現(xiàn),只是信號強度不大,繼續(xù)車速40km/h的測試,結(jié)果相似。

測試查找結(jié)論:車輛充分預(yù)熱后,狀態(tài)趨于穩(wěn)定,梳狀信號開始出現(xiàn),考慮信號可能與電機相關(guān):而對車輛不同速度測試結(jié)果不同,考慮信號可能與輪速傳感器相關(guān)。

3.4汽車高壓部件、輪速傳感器分析

首先對電機進行處理[2],拆三相、電機加屏蔽、三相蓋屏蔽、電機體搭鐵,轉(zhuǎn)轂帶動車輛,速度40km/h,車輛右側(cè)面測試結(jié)果如圖14所示。

測試結(jié)果也排除了電機的因素。

接下來分析輪速傳感器,需先確認是前輪還是后輪輪速傳感器。

車輛oFF擋狀態(tài),轉(zhuǎn)轂帶動車輛,車輛后輪不動,速度20km/h,測試結(jié)果未發(fā)生變化。

車輛oFF擋狀態(tài),轉(zhuǎn)轂帶動車輛,車輛前輪不動,速度20km/h,測試通過。測試結(jié)果如圖15所示。

通過車輛前輪動和后輪動兩種狀態(tài)的測試,確認信號由前輪轉(zhuǎn)動引起。

接下來驗證前輪輪速傳感器,車輛狀態(tài)為前輪動,拔輪速傳感器,分5km/h、60km/h兩種速度進行測試,圖16、圖17為測試結(jié)果。

測試后發(fā)現(xiàn),兩種不同速度的結(jié)果中依舊存在梳狀信號,排除了輪速傳感器的因素。

測試查找結(jié)論:信號與電機、輪速傳感器無關(guān),是由車輛前輪轉(zhuǎn)動引起。

3.5車輛前輪分析

恢復(fù)車輛為原始狀態(tài)。

首先將車輛前后輪胎對換,分別進行轉(zhuǎn)轂帶動車輛前輪(原后輪胎)、帶動車輛后輪(原前輪胎)兩種狀態(tài)的測試,速度60km/h,圖18、圖19為測試結(jié)果。

根據(jù)車輛調(diào)換前后輪胎的4組測試結(jié)果對比,可得出梳狀信號是由車輛原前輪胎引起。更換原前左、右輪胎,再次進行測試,最終確認信號由原前右輪胎引起。

測試查找結(jié)論:信號由車輛原前右輪胎引起。

3.6結(jié)果確認

對車輛原右輪胎進行分析。

將該輪胎安裝在其他符合標準但型號不同的車輛上,依次進行磁場輻射發(fā)射的測試,車速40km/h,無任何梳狀信號出現(xiàn)。將該輪胎安裝回原車輛上,再次進行測試,發(fā)現(xiàn)梳狀信號復(fù)現(xiàn)。

對該輪胎進行外觀檢查,發(fā)現(xiàn)輪胎上扎有一個釘子,并且是車輛進入試驗場地前已確認存在,因擔(dān)心拔出釘子會損壞輪胎,故未對釘子進行處理?，F(xiàn)考慮信號是由于釘子影響胎壓傳感器而引起的。

測試結(jié)論:由于試驗室需繼續(xù)進行試驗,決定將該輪胎返回車廠進行檢查。最終結(jié)論是車輛運行中,輪胎上的釘子引起胎壓傳感器接收信號不穩(wěn),進而產(chǎn)生了梳狀信號,而不同車型由于配置構(gòu)造不同,對胎壓傳感器的影響不同,最終結(jié)果出現(xiàn)不同。這也表現(xiàn)出了車輛的復(fù)雜性。

4結(jié)語

新能源電動汽車在國內(nèi)得到大力發(fā)展和應(yīng)用,但其本身是一個復(fù)雜的大型電子設(shè)備,發(fā)出的電磁干擾也存在多樣性。本文通過對汽車低壓部件、高壓部件、車輛運行速度以及運行時間等的分析,實現(xiàn)了對零部件的管控,最終完成了對車輛的整改。