EMC整車設(shè)計要求標(biāo)準(zhǔn)

EMC整車設(shè)計要求標(biāo)準(zhǔn)引言電動汽車車載電器部件要滿足相應(yīng)EM豉術(shù)要求，就應(yīng)考慮其內(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。由于整車電氣系統(tǒng)為各電器部件及連接線纜的集成體，設(shè)備之間的相互影響加劇了電磁環(huán)境的復(fù)雜性，部件級EMC?試和整車EMC?試關(guān)聯(lián)解析難度大。同時各車型在功能、市場定位、系統(tǒng)架構(gòu)與布局、零部件電磁特性、集成度等方面可能存在較大差異，很難給出一個或一組統(tǒng)一的定量化指標(biāo)去適合于所有電動汽車。在EMCS計、管理等方面，國內(nèi)電動汽車廠普遍存在以下幾方面問題：①EMCE作主要由EMCT程師開展，缺乏系統(tǒng)內(nèi)協(xié)作；②EMCX作主要圍繞電器部件及整車的EMCM試展開，EM豉計不足；電器部件EM微計和整車EMCS計脫節(jié)，EMC訶題幾乎全部由車載電器部件承擔(dān)責(zé)任；企業(yè)歷史短，缺乏專業(yè)的EMC5：計經(jīng)驗，缺乏規(guī)范的EMCF發(fā)、管理流程。本文參考系統(tǒng)級電磁兼容設(shè)計思想，并借鑒國外電動汽車的優(yōu)秀EMC設(shè)計方法，提出一種電動汽車系統(tǒng)級EMCF發(fā)方法，該方法建立的系統(tǒng)開發(fā)流程貫穿實施于車輛開發(fā)各流程中，整車一次性通過EMCt規(guī)測試，并做到了系統(tǒng)內(nèi)的良好兼容性。1、電動汽車系統(tǒng)級EMC5：計思想系統(tǒng)電磁兼容問題在分析方法、設(shè)計方法、試驗方法方面，均為系統(tǒng)工程問題。電動汽車系統(tǒng)級EM儀計思想：綜合考慮電器部件性能及功能完整性、可靠性、技術(shù)成本、車身輕量化、產(chǎn)品上市周期等各種因素，確定布局和技術(shù)控制狀態(tài)，選取材料、結(jié)構(gòu)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、屏蔽及濾波等設(shè)計思想及具體措施實施到產(chǎn)品或系統(tǒng)中，在測試階段做出

詳細(xì)的emOJ試評價、優(yōu)化及管理，最終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)品質(zhì)量前期策劃(advancedproductqualityplanning,簡稱APQP)過程中，新產(chǎn)品研發(fā)過程一般由5個階段組成：計劃定義和項目、產(chǎn)品設(shè)計和開發(fā)驗證.過程設(shè)計和開發(fā)驗證、產(chǎn)品和過程確認(rèn)，以及反饋.評估和糾正措施，APQ他度圖如圖1所示。概念提由批準(zhǔn)項II提由批準(zhǔn)項II批準(zhǔn)樣件試生產(chǎn)生產(chǎn)11計劃定義和項目；1產(chǎn)品和過程確認(rèn)A\產(chǎn)品設(shè)il1產(chǎn)品和過程確認(rèn)A\產(chǎn)品設(shè)il和開發(fā)驗證過程設(shè)計和開發(fā)驗證反饋.評定和糾正摘施t產(chǎn)；1一)借鑒APQ航程，電動7^車系統(tǒng)級EMCF發(fā)流程可包括：EMCOJ階段、EMC系統(tǒng)架構(gòu)布局階段、EMC5：計階段、EMCC統(tǒng)測試及狀態(tài)凍結(jié)階段以及EMCW古、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、EM&家、EMS程師、電氣工程師、線束工程師、總布置工程師、結(jié)構(gòu)工程師、測試工程師以及各電器部件供應(yīng)商等協(xié)作參與，共同完成。2、電動汽車系統(tǒng)級EM酸計開發(fā)流程1EMC規(guī)戈慚段本階段工作內(nèi)容是在分析整車技術(shù)規(guī)范(VehicleTechnicalSpecificaTIon,簡稱VTS澗稿的基礎(chǔ)上，對表1中1列舉的內(nèi)容進(jìn)行研究，重點掌握現(xiàn)有電器部件EMC等性，并編寫整車EMC設(shè)計指導(dǎo)書等報告，為EMCC統(tǒng)架構(gòu)布局提供重要依據(jù)。表1EMC規(guī)劃階段主要工作內(nèi)容

字號林究內(nèi)吞1根垢市場走位，研兗對應(yīng)的EMC符合性法規(guī).<XX車型EMC符代法規(guī)分析報？5》2預(yù)SS向壓零刪裔壓部件已有EMC測試報舌研丸?35壓胡牛EMC析報舌》離壓部件殼體屏SB效能研丸《商壓部件禿體屏敝效評信報行》命壓？研究.《高壓壽件布局布^播導(dǎo)性設(shè)計報昔》離壓部件物理連接關(guān)聯(lián)性研丸.高壓部件接地點需手研氣《高壓部件接地點需求分析報包3阿己胃低壓零部件任壓部彳t已有EMC!!試報行研必《低壓S5件EMC設(shè)計分析才子百》《裔頻低壓部件EMI風(fēng)險評估報舌》《高S（低壓部件布局布葩導(dǎo)性設(shè)計報舌》換信號電平分坤輒《信號生需疔分析報舌》CAN網(wǎng)絡(luò)節(jié)點分布研丸？（CAN網(wǎng)絡(luò)線束布局布置指導(dǎo)性設(shè)計規(guī)4扇研各電81部件供應(yīng)簡EMC設(shè)計.測試水平靛力.《電38部件供應(yīng)高EMC設(shè)計、測試能力分忻報舌》5EMC測試方秦、資源、費用、周期等預(yù)研究.<EMC測試需求分析報環(huán)5EMC設(shè)計拒標(biāo)體系研丸<EMC描標(biāo)體系分析報行》7整車EMC蹄毗點研完《眸電EMC劭8系統(tǒng)EMC設(shè)計技術(shù)研必（XX車型系統(tǒng)級EMC設(shè)計播導(dǎo)書〉9零SB件及整車EMC預(yù)開發(fā)周期.<XX車型系題EMC巧計開發(fā)周期評審報s>2.2EMC系統(tǒng)架構(gòu)布局階段本階段是整車系統(tǒng)級EMCF發(fā)流程中最為關(guān)鍵的一步，其核心工作內(nèi)容可歸結(jié)為“先由面建點，再由點連線”?！懊妗奔礊橛绍嚿?、車身支架、12V莆電池負(fù)極等建立的參考地?！包c”為車載電器部件，以規(guī)劃階段編寫的《高壓部件布局布置指導(dǎo)性設(shè)計報告》、《CAN網(wǎng)絡(luò)線束布局布置指導(dǎo)性設(shè)計規(guī)范》等報告為指導(dǎo),綜合考慮車身數(shù)模及電器零部件初版數(shù)模，對車載關(guān)鍵電器部件進(jìn)行布局。優(yōu)先進(jìn)行動力蓄電池布置；根據(jù)驅(qū)動方式.冷卻系統(tǒng)、可安裝位置.質(zhì)心坐標(biāo)等確定電機(jī)本體大致布置；結(jié)合功能性要求.碰撞安全性法規(guī)要求、IP防護(hù)、安裝便利性.美觀等，確定其它電器部件布局?！包c”還包括抽象的接地點，隨著電器部件布局位置確認(rèn)而確定。接地點的選取應(yīng)以就近接地、系統(tǒng)接地網(wǎng)絡(luò)的合理、可維護(hù)為原則。“線”即為前面建立的各“點”之間的互連線纜，是整車電氣系統(tǒng)的重要組成部分。線纜布置的基本原則：盡量短、避免交叉、走向美觀.安裝固定方便。以1-M1EV車底盤下線纜布局（見圖2）為例，其線纜短.線纜無交叉的特點顯而易見。

優(yōu)先考慮系統(tǒng)布局這一策略是成本最劃算的一種EMC5：計方法，對系統(tǒng)進(jìn)行布局劃分，使對干擾電流的控制成為可能。整車EM或構(gòu)布局需要綜合考慮各種技術(shù)要求，并將EM01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異對比圖，與圖3(a)相比，圖3(b)所示布局方案更合理，線纜走向更規(guī)范，整車碰撞安全性也更高。兩種布置方案下電器部件殼體設(shè)計.連接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，會導(dǎo)致整車電氣系統(tǒng)架構(gòu)布局的變更，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)計初期，不建議所有電器部件都做出開模計劃，同時從整車設(shè)計角度，“點”也應(yīng)該符合“面”的規(guī)劃，即使一些電器部件前期已開模且適用于一些車型，也應(yīng)該根據(jù)本車型布置要求，在評審后重新制定開模計劃。

（b）布局整齊圖3某型號電動汽車布局差異對比（網(wǎng)絡(luò)資料）圖4為某車型不合理的電機(jī)系統(tǒng)（電機(jī)和電機(jī)控制器）布局圖，該布局導(dǎo)致U.V.W線纜過長，根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗，該方案存在輻射發(fā)射超標(biāo)風(fēng)險,EMO審不通過，該布局方案未獲批準(zhǔn)。經(jīng)濟(jì)性也最高。車內(nèi)電子通信設(shè)備的日益增多使互連系統(tǒng)的排布密度大幅度增加,加上車載系統(tǒng)狹小的內(nèi)部空間，因而對前期系統(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。rrP插出報占名瓊1《EMC慈架構(gòu)布局符合性評中報0?2《高低壓錢線右昌評審報舌》3《最底孜器位運優(yōu)化設(shè)計分析報舌》4《奇玉部件可用接地庶評由方秦》???-*_?'?-15餞虹藝?yán)w爵分析報衛(wèi)2.3EMC設(shè)計階段EMCS計雖然不是什么新鮮技術(shù)，但其需要大量專業(yè)設(shè)計、制造工藝以及管理等知識的支撐，并要參考一切可以指導(dǎo)團(tuán)隊和員工決策或行動的信息.標(biāo)準(zhǔn).規(guī)范、法則及經(jīng)驗，最終形成用于指導(dǎo)生產(chǎn)的設(shè)計知識體系，研發(fā)過程中知識流動和轉(zhuǎn)換框圖如圖5所示。知識源]企業(yè)外部知識企業(yè)內(nèi)部知識?獲取共享EM儀計階段主要圍繞EML個措施（即接地.屏蔽和濾波）展開，本階段主要的設(shè)計輸出報告如表3所示。表3EMC設(shè)計階段主要輸出報告立號域出報告名稱I《整車電氣磁電逋兼容控制技術(shù)方克》2《泌舷更、優(yōu)化評詢包3《痿地設(shè)計（含接地線、接地爨栓及853.接地標(biāo)識）設(shè)計方室評畝報舌》1《高屋珈（含連接器）旄方秦評申報告》5《高報告》5《電銅件殼體屏敏龕評由磚》/《某電辭件殼休全新開模設(shè)計方案評育》3《關(guān)ft電器部件漆波器設(shè)計方室評審報印9《EMC殺統(tǒng)設(shè)計苻臺性評審及優(yōu)化報青》圖4某車型前期不合理的電機(jī)系統(tǒng)布局圖布局合理最基礎(chǔ)，其經(jīng)濟(jì)性也最高。車內(nèi)電子通信設(shè)備的日益增多使互連系統(tǒng)的排布密度大幅度增加，加上車載系統(tǒng)狹小的內(nèi)部空間，因而對前期系統(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。

蝕處理工接地設(shè)計主要包括接地線的工藝、接地螺栓和螺母選型、接地點防腐藝設(shè)計等。圖6為某型號電動汽車接地設(shè)計細(xì)節(jié)，可作為參考。蝕處理工(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)屏蔽設(shè)計的關(guān)鍵之一在于高低壓電器部件殼體設(shè)計，如何將工業(yè)設(shè)計等技術(shù)和殼體屏蔽設(shè)計技術(shù)巧妙結(jié)合在一起，體現(xiàn)EM彼計技術(shù)和藝術(shù)的完美結(jié)合，是本部分的難點。由于殼體開模成本較高，建議全新開模在評審?fù)ㄟ^后確定。應(yīng)當(dāng)指出，在選用屏蔽線纜時，不僅要考慮其屏蔽性能，還要考慮成本.機(jī)械強(qiáng)度等特性。當(dāng)整個電纜受到過多的機(jī)械.天氣和潮濕的影響時,影響最嚴(yán)重的屏蔽部分就是連接處，通常使用5年之后性能將下降一個數(shù)量級(20dB)o對于多電纜入口的機(jī)箱殼體，為保證屏蔽連接的連續(xù)性，電纜屏蔽連接方法可參考圖7o線纜屏敝層和殼體端接(b)線纜端連接夾具圖7多電纜屏蔽層和殼體電連接(網(wǎng)絡(luò)資料)(a)電機(jī)本體(b)電機(jī)及集成控制器圖8某型號電動汽車電機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(網(wǎng)絡(luò)資料)若考慮成本，部件屏蔽設(shè)計難以做到完美，可考慮系統(tǒng)級解決措施。圖8為某型號電動汽車電機(jī)系統(tǒng)設(shè)計，為降低LKV.W線纜可能帶來的輻射發(fā)射問題，其在電機(jī)端增加一金屬屏蔽盒，在提高EM彼計的同時提高TIP防護(hù)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)包括：試驗規(guī)范制定、標(biāo)準(zhǔn)制定、項目選擇、實施方法、場地建設(shè).誤差處理等技術(shù)和過程。為保證EMCi試的一致性,系統(tǒng)測試必須在標(biāo)準(zhǔn)的試驗環(huán)境下進(jìn)行。根據(jù)自身條件建立相應(yīng)測試環(huán)境或選擇測試機(jī)構(gòu)，都是不錯的選擇，為節(jié)省測試費用而犧牲零部件或整車EMC生能的做法必將付出沉重的代價。若脫離整車測試驗證環(huán)節(jié)，零部件EMCS計很可能出現(xiàn)設(shè)計不足或過設(shè)計問題。EM蹤統(tǒng)測試是系統(tǒng)級EMCS計流程中重要的環(huán)節(jié)，既用于驗證整車EMC設(shè)計的合理性，又為設(shè)計方案優(yōu)化、評審及凍結(jié)提供依據(jù)。在驗證各電器部件EMCS計符合性的前提下，驗證零部件EMCi試數(shù)據(jù)和整車測試數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性，根據(jù)整車測試中暴露出來的問題，首先對整車系統(tǒng)內(nèi)接地措施進(jìn)行嘗試性優(yōu)化整改，在整改效果難以滿足整車測試需求的前提下，對零部件EMC1標(biāo)進(jìn)行有針對性的更改，根據(jù)整改便利性、成本.可靠性、開發(fā)周期等因素確認(rèn)零部件更改比重，并保證足夠的裕量，從而降低因不確定性等因素帶來的誤差，保證整車測試的一致性。狀態(tài)凍結(jié)階段，需要隨機(jī)抽樣同一批次各電器部件多臺進(jìn)行測試，在測試數(shù)據(jù)一致性評審?fù)ㄟ^后，凍結(jié)零部件EM彼計。同樣，只有整車測試具有足夠的一致性和裕量，整車EMC^計數(shù)據(jù)才能凍結(jié)。本階段主要輸出報告有：《電器部件EMOJ試分析報告》、《整車測試分析報告》、《系統(tǒng)設(shè)計優(yōu)化分析報告》、《XX零部件EMC尤化設(shè)計分析報告》.《接地線（含接地螺栓、螺母）鹽霧等試驗分析報告）》、《接地線阻抗測試報告》.《接地點防腐處理工藝設(shè)計評審報告》.《接地點可維護(hù)性評審報告》、《電器部件殼體數(shù)模凍結(jié)報告》.《電器部件EMCS計方案凍結(jié)報告》、《XX車型EM彼計方案凍結(jié)報告》等。EMC評估、評審和優(yōu)化階段本階段貫穿于系統(tǒng)級EM儀計的整個流程中，每個階段的評估、評審和優(yōu)化，必須保證零部件設(shè)計和整車設(shè)計具有一定的同步性。評估.評審時既要考慮功能完整性、技術(shù)先進(jìn)性.可靠性、安全性等設(shè)計因素，還需要EM&家的技術(shù)指導(dǎo)，同時又要綜合考慮設(shè)計美觀度.可維護(hù)性.可工程化、成本等其它因素。簡單合理的設(shè)計是最好的設(shè)計，這無疑在節(jié)約成本，提高產(chǎn)品良品率,加快上市時間的同時，讓電動汽車EM彼計的風(fēng)險降至最低，所以評估.評審階段還應(yīng)堅持簡單的原則。電動汽車功率部件越來越呈現(xiàn)出小型化、集成化的技術(shù)趨勢，功率部件的EMC5：計仍將是整車EMCS計的重要內(nèi)容之一。為提高續(xù)航里程而增大電池結(jié)構(gòu)，從而使整車電器系統(tǒng)布局更緊湊，部件問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通過GB14023測試的難度，所以，評估、評審階段還應(yīng)堅持與時俱進(jìn)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EMC5：計流程做了詳細(xì)描述,而對設(shè)計細(xì)節(jié)以及EMG甘標(biāo)的量化未做具體描述，但整個設(shè)計流程還是非常清晰的。采用系統(tǒng)方法，按照特定的邏輯來組織研發(fā)過程中模糊的.相互糾纏在一起的各種研發(fā)活動，最大程度地減少研發(fā)活動的反復(fù)和耦合,使復(fù)雜.模糊、混亂的EMCF發(fā)活動流程化，從而提高了EMCS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)計和選用電源濾波器的過程中，系統(tǒng)工程師發(fā)現(xiàn)，加了濾波器以后作用不大，甚