混合動(dòng)力汽車(chē)電磁兼容（EMC）整改案例

1、合作背景

近年來(lái)的新能源混合動(dòng)力汽車(chē)技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟化、商業(yè)化，在為國(guó)家節(jié)能減排的同時(shí)，也帶來(lái)各種電磁兼容問(wèn)題，特別是混合動(dòng)力新增加的大電流、高電壓零部件的應(yīng)用，給國(guó)內(nèi)眾多混合動(dòng)力汽車(chē)廠(chǎng)家解決電磁兼容問(wèn)題帶來(lái)了很大的難題，從EMC的角度分析,汽車(chē)內(nèi)龐大的電子系統(tǒng)必將帶來(lái)復(fù)雜的電磁環(huán)境,降低系統(tǒng)的可靠性,增加安全系統(tǒng)的成本。為使汽車(chē)電子系統(tǒng)可靠工作,同時(shí)降低成本,應(yīng)當(dāng)更加重視電磁兼容的設(shè)計(jì)。

由于某整車(chē)廠(chǎng)混合動(dòng)力汽車(chē)在前期設(shè)計(jì)階段沒(méi)有考慮EMC方面的設(shè)計(jì)，同時(shí)各個(gè)零部件廠(chǎng)家自身設(shè)計(jì)能力的不足，單個(gè)部件也不能夠滿(mǎn)足要求，因此整車(chē)在進(jìn)行EMC測(cè)試階段，也不可避免地遇到不能夠滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)GB 18655和GB/T 18387要求，并且超標(biāo)嚴(yán)重。

2、項(xiàng)目原始測(cè)試數(shù)據(jù)

在項(xiàng)目整改之前，我們對(duì)于原始測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)整個(gè)GB 18655的測(cè)試頻段0.15-1000MHz比較嚴(yán)重，以下為GB 18655標(biāo)準(zhǔn)超標(biāo)數(shù)據(jù)（低頻0.15-30MHz）：

以下為GB/T 18387標(biāo)準(zhǔn)超標(biāo)數(shù)據(jù)（0.15-30MHz）磁場(chǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)超標(biāo)圖：

以下為GB/T18387標(biāo)準(zhǔn)超標(biāo)數(shù)據(jù)（0.15-30MHz）電場(chǎng)數(shù)據(jù)測(cè)試超標(biāo)圖：

3、干擾問(wèn)題分析

從以上測(cè)試超標(biāo)的數(shù)據(jù)來(lái)分析，整車(chē)車(chē)上主要存在的噪聲源為以下兩種類(lèi)型：

1）、低頻屬于寬帶噪聲，主要為功率電源或者寬帶噪聲源所發(fā)出；

2）、高頻窄帶超標(biāo)頻點(diǎn)為固定頻率，應(yīng)該為車(chē)體控制單元內(nèi)部的時(shí)鐘晶振頻率所產(chǎn)生；再?gòu)母蓴_源以及耦合途徑可能來(lái)自以下幾個(gè)方面：

1）、整車(chē)各個(gè)零部件是干擾的源頭，這類(lèi)干擾類(lèi)型分為持續(xù)性干擾以及短時(shí)性干擾，其中持續(xù)性干擾以功率電源模塊以及持續(xù)工作的電機(jī)為代表，而短時(shí)干擾主要以電火花系統(tǒng)為代表；對(duì)于干擾源的定位可以通過(guò)上電以及相關(guān)儀器進(jìn)行定位；

2）、干擾途徑A:零部件自身干擾比較大，自身通過(guò)空間輻射發(fā)射出來(lái)，然后由車(chē)載收音機(jī)天線(xiàn)接收到而表現(xiàn)出來(lái)超標(biāo)；

3）、干擾途徑B:零部件是干擾源頭，但干擾通過(guò)與零部件相連的電纜線(xiàn)束輻射發(fā)射出來(lái)，線(xiàn)束作為發(fā)射天線(xiàn)；

4）、干擾途徑C:A以及B這兩種途徑都兼而有之。實(shí)際很有可能就是這種情況，需要一些實(shí)驗(yàn)定位分析；

綜合上述分析的干擾類(lèi)型以及干擾耦合途徑的分析，因此后續(xù)解決這類(lèi)干擾的主要方法和手段有以下幾個(gè)方面：

1）、降低干擾源發(fā)射的能量，即降低各個(gè)零部件對(duì)外的干擾能量；

2）、切斷干擾源與敏感設(shè)備之間的耦合；

3）、提高敏感設(shè)備的抗干擾能力；

在針對(duì)整車(chē)各個(gè)零部件進(jìn)行了解詳細(xì)了解和分析以后，對(duì)整車(chē)主要零部件噪聲源進(jìn)行分類(lèi) ：

1）、寬帶噪聲源：高壓電池、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電機(jī)動(dòng)力控制器、DC/DC供電系統(tǒng)、儀表盤(pán)、液壓助力轉(zhuǎn)向控制、車(chē)窗電機(jī)控制系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)散熱風(fēng)機(jī)、混合動(dòng)力散熱風(fēng)機(jī)等；

2）、窄帶噪聲源：車(chē)身控制器、車(chē)載CD機(jī)、倒車(chē)?yán)走_(dá)控制器、汽車(chē)空調(diào)控制器、防盜控制系統(tǒng)、剎車(chē)控制器、發(fā)動(dòng)機(jī)控制、安全氣囊控制器、混合動(dòng)力控制器等；

4、整改主要問(wèn)題部件

通過(guò)一系列對(duì)整車(chē)零部件的問(wèn)題排查和干擾問(wèn)題分類(lèi)，對(duì)于主要的問(wèn)題零部件進(jìn)行了一系列的問(wèn)題整改，其中主要整改的干擾源頭部件包含：DC-DC電源模塊、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電機(jī)動(dòng)力控制器、發(fā)動(dòng)機(jī)散熱風(fēng)機(jī)、混合動(dòng)力控制器等；

針對(duì)各個(gè)部件主要的實(shí)施的措施如下：

1）、DC-DC電源模塊部件整改措施

<1>.DC-DC內(nèi)部接口輸出電源增加濾波電容線(xiàn)線(xiàn)之間增加濾波電容，用來(lái)抑制低頻開(kāi)關(guān)電源的干擾；

<2>.DC-DC的高壓輸入電源在最靠近接口位置的兩個(gè)對(duì)地Y電容去掉，用來(lái)減少內(nèi)部干擾通過(guò)電容

對(duì)外的干擾耦合；

<3>.DC-DC內(nèi)部變壓器初次級(jí)的地通過(guò)電容相連，減少開(kāi)關(guān)電源的干擾回路面積，降低其對(duì)外的干

擾能量；

2）、混合動(dòng)力電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器整改措施

<1>、混合動(dòng)力電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器輸出的三組U、V、W動(dòng)力電纜在靠近接口處增加濾波器件，用來(lái)抑制開(kāi)關(guān)電源模塊對(duì)外的干擾能量；

<2>、混合動(dòng)力電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器與高壓電池連接的電源電纜正負(fù)極分別對(duì)地需要增加電容，以及正負(fù)極之間增加電容，用來(lái)抑制其對(duì)外的低頻干擾；

3）、散熱風(fēng)機(jī)整改措施

<1>、散熱風(fēng)機(jī)的電源正極對(duì)地需要增加濾波電容，用來(lái)抑制風(fēng)機(jī)對(duì)外的低頻干擾；

<2>、散熱風(fēng)機(jī)的控制信號(hào)線(xiàn)對(duì)地也需要增加濾波電容，用來(lái)抑制風(fēng)機(jī)對(duì)外的低頻干擾；

4）、整車(chē)儀表盤(pán)整改措施

1、在儀表盤(pán)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)、電源信號(hào)位置增加對(duì)地濾波電容，用來(lái)對(duì)地泄放干擾，用來(lái)抑制線(xiàn)束對(duì)外的干擾；

5）、混合動(dòng)力車(chē)整改后驗(yàn)證結(jié)果

在整車(chē)通過(guò)一些列針對(duì)各個(gè)干擾源零部件的整改，其中整改主要針對(duì)零部件內(nèi)部干擾源頭以及外圍相應(yīng)的信號(hào)、電源電纜的一系列處理，整車(chē)最終能夠順利滿(mǎn)足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)GB 18655和GB/T 18387要求，其中GB 18655最終驗(yàn)證測(cè)試結(jié)果如下：

GB/T 18387最終驗(yàn)證測(cè)試結(jié)果如下：

5、總結(jié)

對(duì)于整車(chē)復(fù)雜系統(tǒng)項(xiàng)目的整改，由于零部件種類(lèi)和干擾源頭非常多，因此需要一一區(qū)別對(duì)待和排查，總結(jié)以下結(jié)論：

1、要保證整車(chē)滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求，必須考慮各個(gè)零部件滿(mǎn)足相關(guān)部件電磁兼容指標(biāo)；

2、對(duì)于各個(gè)干擾部件需要通過(guò)整車(chē)的不同工作模式逐步排查，確定各個(gè)部件對(duì)于哪些頻段有影響，然后針對(duì)各個(gè)部件所產(chǎn)生不同的問(wèn)題進(jìn)行不同的處理方法；

3、確定干擾源頭，從源頭內(nèi)部的PCB以及原理圖設(shè)計(jì)考慮其整改方法，盡量考慮其后續(xù)的可生產(chǎn)性。