EMC整車設(shè)計要求標準

1、v1.0可編寫可改正前言電動汽車車載電器零件要知足相應(yīng)EMC技術(shù)要求，就應(yīng)試慮其內(nèi)部元器件和導(dǎo)線的合理布排，并做相應(yīng)的測試及優(yōu)化工作。因為整車電氣系統(tǒng)為各電器零件及連結(jié)線纜的集成體，設(shè)施之間的互相影響加劇了電磁環(huán)境的復(fù)雜性，零件級EMC測試和整車EMC測試關(guān)系分析難度大。同時各車型在功能、市場定位、系統(tǒng)架構(gòu)與布局、零零件電磁特征、集成度等方面可能存在較大差別，很難給出一個或一組一致的定量化指標去合適于所有電動汽車。在EMC設(shè)計、管理等方面，國內(nèi)電動汽車廠廣泛存在以下幾方面問題：EMC工作主要由EMC工程師睜開，缺少系統(tǒng)內(nèi)協(xié)作；EMC工作主要環(huán)繞電器零件及整車的EMC測試睜開，EMC設(shè)計不足；電

2、器零件EMC設(shè)計和整車EMC設(shè)計脫節(jié)，EMC問題幾乎所有由車載電器零件擔(dān)當(dāng)責(zé)任；公司歷史短，缺少專業(yè)的EMC設(shè)計經(jīng)驗，缺少規(guī)范的EMC研發(fā)、管理流程。本文參照系統(tǒng)級電磁兼容設(shè)計思想，并借鑒外國電動汽車的優(yōu)異EMC設(shè)計方法，提出一種電動汽車系統(tǒng)級EMC開發(fā)方法，該方法成立的系統(tǒng)開發(fā)流程貫串實行于車輛開發(fā)各流程中，整車一次性經(jīng)過EMC法例測試，并做到了系統(tǒng)內(nèi)的優(yōu)異兼容性。1、電動汽車系統(tǒng)級EMC設(shè)計思想系統(tǒng)電磁兼容問題在剖析方法、設(shè)計方法、試驗方法方面，均為系統(tǒng)工程問題。1v1.0可編寫可改正電動汽車系統(tǒng)級EMC設(shè)計思想：綜合考慮電器零件性能及功能完好性、靠譜性、技術(shù)成本、車身輕量化、產(chǎn)品上市周期

3、等各樣要素，確立布局和技術(shù)控制狀態(tài)，選用資料、構(gòu)造和工藝，在車輛研發(fā)的各階段，以最低的成本、最有效的方式將接地、障蔽及濾波等設(shè)計思想及詳細舉措實行到產(chǎn)品或系統(tǒng)中，在測試階段做出詳盡的EMC測試評論、優(yōu)化及管理，最后形成一套可行性高的正向開發(fā)設(shè)計方法或流程。在產(chǎn)質(zhì)量量先期策劃（advancedproductqualityplanning，簡稱APQP）過程中，新產(chǎn)品研發(fā)過程一般由5個階段構(gòu)成：計劃定義和項目、產(chǎn)品設(shè)計和開發(fā)考證、過程設(shè)計和開發(fā)考證、產(chǎn)品和過程確認，以及反應(yīng)、評估和糾正舉措，APQP進度圖如圖1所示。借鑒APQP流程，電動汽車系統(tǒng)級EMC開發(fā)流程可包含：EMC規(guī)劃階段、EMC系統(tǒng)架

4、構(gòu)布局階段、EMC設(shè)計階段、EMC系統(tǒng)測試及狀態(tài)凍結(jié)階段以及EMC評估、評審和優(yōu)化階段。上述各階段需要車型設(shè)計總師、項目經(jīng)理、EMC專家、EMC工程師、電氣工程師、線束工程師、總部署工程師、構(gòu)造工程師、測試工程師以及各電器零件供給商等協(xié)作參加，共同達成。2、電動汽車系統(tǒng)級EMC設(shè)計開發(fā)流程EMC規(guī)劃階段2v1.0可編寫可改正本階段工作內(nèi)容是在剖析整車技術(shù)規(guī)范（VehicleTechnicalSpecificaTIon，簡稱VTS）草稿的基礎(chǔ)上，對表1中列舉的內(nèi)容進行研究，要點掌握現(xiàn)有電器零件EMC特征，并編寫整車EMC設(shè)計指導(dǎo)書等報告，為EMC系統(tǒng)架構(gòu)布局供給重要依照。表1EMC規(guī)劃階段主要工

5、作內(nèi)容EMC系統(tǒng)架構(gòu)布局階段本階段是整車系統(tǒng)級EMC開發(fā)流程中最為要點的一步，其核心工作內(nèi)容可歸納為“先由面建點，再由點連線”。“面”即為由車身、車身支架、12V蓄電池負極等成立的參照地。3v1.0可編寫可改正“點”為車載電器零件，以規(guī)劃階段編寫的高壓零件布局部署指導(dǎo)性設(shè)計報告、CAN網(wǎng)絡(luò)線束布局部署指導(dǎo)性設(shè)計規(guī)范等報告為指導(dǎo)，綜合考慮車身數(shù)模及電器零零件第一版數(shù)模，對車載要點電器零件進行布局。優(yōu)先進行動力蓄電池部署；依據(jù)驅(qū)動方式、冷卻系統(tǒng)、可安裝地點、質(zhì)心坐標等確立電機本體大概部署；聯(lián)合功能性要求、碰撞安全性法例要求、IP防備、安裝便利性、雅觀等，確立其余電器零件布局。“點”還包含抽象的接地

6、址，跟著電器零件布局地點確認而確立。接地址的選用應(yīng)以就近接地、系統(tǒng)接地網(wǎng)絡(luò)的合理、可保護為原則?！熬€”即為前面成立的各“點”之間的互連線纜，是整車電氣系統(tǒng)的重要構(gòu)成部分。線纜部署的基來源則：盡量短、防止交錯、走向雅觀、安裝固定方便。以i-MiEV車底盤下線纜布局（見圖2）為例，其線纜短、線纜無交錯的特色不言而喻。優(yōu)先考慮系統(tǒng)布局這一策略是成本最劃算的一種EMC設(shè)計方法，對系統(tǒng)進行布局區(qū)分，使對擾亂電流的控制成為可能。4v1.0可編寫可改正整車EMC架構(gòu)布局需要綜合考慮各樣技術(shù)要求，并將EMC技術(shù)融入到產(chǎn)品架構(gòu)設(shè)計中去。圖3為某型號電動汽車布局差別對照圖，與圖3（a）對比，圖3（b）所示布局方案

7、更合理，線纜走向更規(guī)范，整車碰撞安全性也更高。兩種部署方案下電器零件殼體設(shè)計、連結(jié)器選型等均存在較大差異，說明若布局階段“點”規(guī)劃不合理，會致使整車電氣系統(tǒng)架構(gòu)布局的改正，其對整車設(shè)計成本、上市周期等均帶來較大變化。整車設(shè)計早期，不建議所有電器零件都做出開模計劃，同時從整車設(shè)計角度，“點”也應(yīng)當(dāng)切合“面”的規(guī)劃，即便一些電器零件先期已開模且合用于一些車型，也應(yīng)當(dāng)依據(jù)本車型部署要求，在評審后從頭擬訂開模計劃。（b）布局齊整5v1.0可編寫可改正圖3某型號電動汽車布局差別對照（網(wǎng)絡(luò)資料）圖4為某車型不合理的電機系統(tǒng)（電機和電機控制器）布局圖，該布局致使U、V、W線纜過長，依據(jù)設(shè)計經(jīng)驗，該方案存在輻

8、射發(fā)射超標風(fēng)險，EMC評審不經(jīng)過，該布局方案未獲同意。布局合理最基礎(chǔ)，其經(jīng)濟性也最高。車內(nèi)電子通訊設(shè)施的日趨增加使互連系統(tǒng)的排布密度大幅度增添，加上車載系統(tǒng)狹窄的內(nèi)部空間，因此對先期系統(tǒng)架構(gòu)布局提出了更高的要求。表2列舉了本階段主要輸出報告。EMC設(shè)計階段EMC設(shè)計固然不是什么新鮮技術(shù)，但其需要大批專業(yè)設(shè)計、制造工藝以及管理等知識的支撐，并要參照全部能夠指導(dǎo)團隊和職工決議或行動的信息、標準、規(guī)范、法例及經(jīng)驗，最后形成用于指導(dǎo)生產(chǎn)的設(shè)計知識系統(tǒng)，研發(fā)過程中知識流動和變換框圖如圖5所示。6v1.0可編寫可改正EMC設(shè)計階段主要環(huán)繞EMC三個舉措（即接地、障蔽和濾波）睜開，本階段主要的設(shè)計輸出報告如

9、表3所示。表3EMC設(shè)計階段主要輸出報告圖4某車型先期不合理的電機系統(tǒng)布局圖布局合理最基礎(chǔ)，其經(jīng)濟性也最高。車內(nèi)電子通訊設(shè)施的日趨增加使互連系統(tǒng)的排布密度大幅度增添，加上車載系統(tǒng)狹窄的內(nèi)部空間，因此對先期系統(tǒng)架構(gòu)布局提出了更高的要求。表2列舉了本階段主要輸出報告。接地設(shè)計主要包含接地線的工藝、接地螺栓和螺母選型、接地址防腐蝕辦理工藝設(shè)計等。圖6為某型號電動汽車接地設(shè)計細節(jié)，可作為參照。7v1.0可編寫可改正（b）接地線和接地螺母圖6某型號電動汽車接地設(shè)計（網(wǎng)絡(luò)資料）障蔽設(shè)計的要點之一在于高低壓電器零件殼體設(shè)計，怎樣將工業(yè)設(shè)計等技術(shù)和殼體障蔽設(shè)計技術(shù)奇妙聯(lián)合在一同，表現(xiàn)EMC設(shè)計技術(shù)和藝術(shù)的完滿

10、聯(lián)合，是本部分的難點。因為殼體開模成本較高，建議嶄新開模在評審?fù)ㄊ潞蟠_立。應(yīng)當(dāng)指出，在采納障蔽線纜時，不單要考慮其障蔽性能，還要考慮成本、機械強度等特征。當(dāng)整個電纜遇到過多的機械、天氣和濕潤的影響時，影響最嚴重的障蔽部分就是連結(jié)處，往常使用5年以后性能將降落一個數(shù)目級（20dB）。關(guān)于多電纜進口的機箱殼體，為保證障蔽連結(jié)的連續(xù)性，電纜障蔽連結(jié)方法可參照圖7。8v1.0可編寫可改正a）線纜障蔽層和殼體端接b）（b）線纜端連結(jié)夾具c）圖7多電纜障蔽層和殼體電連結(jié)（網(wǎng)絡(luò)資料）9v1.0可編寫可改正a）電機本體（b）電機及集成控制器圖8某型號電動汽車電機系統(tǒng)設(shè)計（網(wǎng)絡(luò)資料）若考慮成本，零件障蔽設(shè)計難以

11、做到完滿，可考慮系統(tǒng)級解決舉措。圖8為某型號電動汽車電機系統(tǒng)設(shè)計，為降低U、V、W線纜可能帶來的輻射發(fā)射問題，其在電機端增添一金屬障蔽盒，在提升EMC設(shè)計的同時提升了IP防備等級。EMC系統(tǒng)測試及狀態(tài)凍結(jié)階段系統(tǒng)電磁兼容試驗技術(shù)包含：試驗規(guī)范擬訂、標準擬訂、項目選擇、實行方法、場所建設(shè)、偏差辦理等技術(shù)和過程。為保證EMC測試的一致性，系統(tǒng)測試一定在標準的試驗環(huán)境下進行。依據(jù)自己條件成立相應(yīng)測試環(huán)境或選擇測試機構(gòu)，都是不錯的選擇，為節(jié)儉測試花費而犧牲零零件或整車EMC性能的做法勢必付出深重的代價。若離開整車測試考證環(huán)節(jié)，零零件EMC設(shè)計很可能出現(xiàn)設(shè)計不足或過設(shè)計問題。EMC系統(tǒng)測試是系統(tǒng)級EMC

12、設(shè)計流程中重要的環(huán)節(jié)，既用于考證整車EMC設(shè)計的合理性，又為設(shè)計方案優(yōu)化、評審及凍結(jié)供給依照。在考證各電器零件EMC設(shè)計切合性的前提下，考證零零件EMC測試數(shù)據(jù)和整車測試數(shù)據(jù)的關(guān)系性，依據(jù)整車測試中裸露出來的問題，第一對整車系統(tǒng)內(nèi)接地舉措進行試試性優(yōu)化整頓，在整頓成效難以知足整車測試需求的前提下，對零零件EMC指標進行有針對性的改正，依據(jù)整頓便利性、成本、靠譜性、開發(fā)周期等要素確認零零件改正比重，并保證足夠的裕量，進而降低因不確立性等要素帶來的偏差，保證整車測試的一致性。狀態(tài)凍結(jié)階段，需要隨機抽樣同一批次各電器零件多臺進行測試，在測試數(shù)據(jù)一致性評審?fù)ㄊ潞?，凍結(jié)零零件EMC設(shè)計。相同，只有整車測

13、試擁有足夠的一致性和裕量，整車EMC設(shè)計數(shù)據(jù)才能凍結(jié)。10v1.0可編寫可改正本階段主要輸出報告有：電器零件EMC測試剖析報告、整車測試剖析報告、系統(tǒng)設(shè)計優(yōu)化剖析報告、XX零零件EMC優(yōu)化設(shè)計剖析報告、接地線（含接地螺栓、螺母）鹽霧等試驗剖析報告）、接地線阻抗測試報告、接地址防腐辦理工藝設(shè)計評審報告、接地址可保護性評審報告、電器零件殼體數(shù)模凍結(jié)報告、電器零件EMC設(shè)計方案凍結(jié)報告、XX車型EMC設(shè)計方案凍結(jié)報告等。EMC評估、評審和優(yōu)化階段本階段貫串于系統(tǒng)級EMC設(shè)計的整個流程中，每個階段的評估、評審和優(yōu)化，一定保證零零件設(shè)計和整車設(shè)計擁有必定的同步性。評估、評審時既要考慮功能完好性、技術(shù)先進

14、性、靠譜性、安全性等設(shè)計要素，還需要EMC專家的技術(shù)指導(dǎo)，同時又要綜合考慮設(shè)計雅觀度、可保護性、可工程化、成本等其余要素。簡單合理的設(shè)計是最好的設(shè)計，這無疑在節(jié)儉成本，提升產(chǎn)品良品率，加速上市時間的同時，讓電動汽車EMC設(shè)計的風(fēng)險降至最低，因此評估、評審階段還應(yīng)堅持簡單的原則。電動汽車功率零件愈來愈表現(xiàn)出小型化、集成化的技術(shù)趨向，功率部件的EMC設(shè)計仍將是整車EMC設(shè)計的重要內(nèi)容之一。為提升續(xù)航里程而增大電池構(gòu)造，進而使整車電器系統(tǒng)布局更緊湊，零件間EMI問題更突出。智能化、高頻化等電子電器的安裝加劇了整車經(jīng)過GB14023測試的難度，因此，評估、評審階段還應(yīng)堅持與時俱進的原則。3、結(jié)語本文從工程應(yīng)用設(shè)計的角度，對整車系統(tǒng)級EMC設(shè)計流程做了詳盡描述，而對設(shè)計細節(jié)以及EMC指標的量化未做詳細描繪，但整個設(shè)計流程還是特別清楚的。采納系統(tǒng)方法，依照特定的邏輯來組織研發(fā)過程中模糊的、11v1.0可編寫可改正互相糾葛在一同的各樣研發(fā)活動，最大程度地減少研發(fā)活動的頻頻和耦合，使復(fù)雜、模糊、雜亂的EMC研發(fā)活動流程化，進而提升了EMC設(shè)計工作的效率和質(zhì)量，縮短了開發(fā)周期，減少了研發(fā)成本及產(chǎn)品生命周期的總成本。在設(shè)計和采納電源濾波器的過程中，系統(tǒng)工程師發(fā)現(xiàn)，加了濾波器此后作用不大，甚至?xí)l(fā)生某些頻段的噪聲變大。OBC內(nèi)部均設(shè)計了濾波單元，但因為濾波單元設(shè)計不專