某電動車輛在電磁兼容檢測中的典型問題簡析

1電磁兼容(EMC)檢測標準

目前電動車輛相關的國家標準有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測試結果

2.2GB24023一2022測試結果

按照標準要求進行窄帶輻射發射試驗,車輛狀態為上電且發動機不運轉,車輛開啟前后雨刮、雙閃、近光燈、前后霧燈、頂燈、空調等電氣設備,車門閉鎖,車窗關閉。測試通過,本文給出部分測試結果,如圖1所示。

按照標準要求進行寬帶輻射發射試驗,車輛狀態40km/h。測試未通過,圖2為測試結果。

根據測試結果分析,曲線為非連續性的梳狀信號,類似某一電子器件的倍頻。寬帶輻射發射其他測試結果均為類似信號。

2.2GB/T28387一2027測試結果

按照標準要求首先確認車輛電場和磁場發射的*大輻射面。進行磁場發射測試,車輛狀態40km/h,對車輛左側面磁場3個極化測試全部結束后,發現測試結果同樣表現為類似的梳狀信號,圖3為測試結果。

該信號與傳統包絡信號相差較大,該次測試結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出。該項試驗停止,對測試結果進行分析與查找。

3結果分析及問題查找

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偶然現象,進行多次重復測試,圖4為測試結果。由測試結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,由轉臺輪轂帶動車輛進行測試,速度設定為40km/h。圖5、圖6為測試結果。

為確保結果的準確性,對車輛oN擋、oFF擋狀態均進行多次重復測試。初次測試出現少量尖峰信號,多次測試后,信號穩定出現類似的梳狀信號,該信號完全沿本底曲線趨勢出現,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出。

測試查找結論:信號與試驗場地無關,車輛oFF擋狀態測試結果已出現類似的梳狀信號,考慮信號是由帶常電的零部件引起,接下來對車輛oFF擋狀態采取措施。

3.2車輛低壓部件分析

**步:斷車輛低壓電,輪轂帶動車輛,速度40km/h,測試頻段3~30MHz,測試結果如圖7所示。

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

**步:斷車輛MCU,測試結果如圖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,測試后發現信號未發生改變,恢復MCU及DC線。

第三步:斷FCU低壓,測試結果如圖9所示。

由圖9測試結果看也排除了FCU的影響。

第四步:斷電機低壓線,低壓線口鋁箔屏蔽,測試結果如圖10所示。

測試后發現信號未發生改變,恢復汽車為原始狀態。

測試查找結論:該信號與低壓部件無相關性。

3.3車速、運行時間分析

在測試結果初步確認中提到,oN擋、oFF擋初次測試時,會出現少量尖峰信號。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,車輛右側面測試結果如圖11所示。后續測試天線狀態與此次相同。

結果曲線中高頻段沒有尖峰信號。

之后,車輛預熱,維持車速5km/h運行一段時間后再次進行測試,發現結果中出現尖峰信號,測試結果如圖12所示。

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

此時梳狀信號已完全出現,只是信號強度不大,繼續車速40km/h的測試,結果相似。

測試查找結論:車輛充分預熱后,狀態趨于穩定,梳狀信號開始出現,考慮信號可能與電機相關:而對車輛不同速度測試結果不同,考慮信號可能與輪速傳感器相關。

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,轉轂帶動車輛,速度40km/h,車輛右側面測試結果如圖14所示。

測試結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,轉轂帶動車輛,車輛后輪不動,速度20km/h,測試結果未發生變化。

車輛oFF擋狀態,轉轂帶動車輛,車輛前輪不動,速度20km/h,測試通過。測試結果如圖15所示。

通過車輛前輪動和后輪動兩種狀態的測試,確認信號由前輪轉動引起。

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

測試后發現,兩種不同速度的結果中依舊存在梳狀信號,排除了輪速傳感器的因素。

測試查找結論:信號與電機、輪速傳感器無關,是由車輛前輪轉動引起。

3.5車輛前輪分析

恢復車輛為原始狀態。

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

根據車輛調換前后輪胎的4組測試結果對比,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,*終確認信號由原前右輪胎引起。

測試查找結論:信號由車輛原前右輪胎引起。

3.6結果確認

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射的測試,車速40km/h,無任何梳狀信號出現。將該輪胎安裝回原車輛上,再次進行測試,發現梳狀信號復現。

對該輪胎進行外觀檢查,發現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,因擔心拔出釘子會損壞輪胎,故未對釘子進行處理?，F考慮信號是由于釘子影響胎壓傳感器而引起的。

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

4結語

新能源電動汽車在國內得到大力發展和應用,但其本身是一個復雜的大型電子設備,發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,實現了對零部件的管控,*終完成了對車輛的整改。