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SAECCE 2020 | 中汽中心徐立:电动汽车电磁兼容标准发展趋势

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SAECCE 2020 | 长城汽车楚艳钢:电磁兼容的差异化开发及测试

2020中国汽车工程学会年会暨展览会(SAECCE 2020)于2020年10月27-29日在嘉定上海国际汽车城-上海汽车会展中心举办,汇聚汽车及相关行业的企业高层、技术领军人物、资深专家学者、广大科技工作者。10月29日,中国汽车技术研究中心徐立在本次大会上发表了主旨演讲。

 以下为演讲实录:

大家早上好,我受会务组的邀请有幸到这个地方给大家就汽车电磁兼容做一个汇报。

我搞汽车电磁兼容标准已经搞了近30年了,中国电磁兼容能够走到今天也是很不容易的,大家可能关注现在发展比较热门的,对电磁兼容标准的一些发展情况和趋势,我下面简单给大家做一个介绍。

现在电动汽车面临电磁兼容方面的一些问题越来越突出,首先我们大家知道汽车,尤其电动汽车、的产量这些年不断的上升,我给了一个图表,从2015-2019年产量和车型的上升趋势,现在新能源车的市场占有率在逐年的提高。这样的话车辆在路上跑会遇到各种各样的问题,已经有报道了,路上起火、充电故障等等,可能遇到各种各样的问题。其中有些问题与电磁兼容无关,但是有相当一部分与电磁兼容是非常有关系的。

的用户也非常关注这几个方面,一个是续航里程,还有一个是舒适性的要求,现在智能驾驶也炒得很热门,这次会议智能网联作为一个主要的讨论焦点,还有移动互联,这些广泛应用都会带来共性的问题,就是电磁兼容的问题。

现在我们面临的环境,我们车辆是个移动的,它可以到高原,也可以到沿海,到北,到南,北到冬天的时候可以达到零下4、50度,到南方夏天,甚至在沙漠地带高温的时候地面温度可以达到5、60度。在这样的环境下,我们的车都面临着考验。除此之外,我们新能源车还面临着什么?我们的电磁环境也越来越复杂,倒退2、30年前,当时我们做电磁干扰的时候做电磁环境跟现在比要干净得多,有做过统计,电磁环境的平均噪声基本上每十年、甚至二十年增长10个tb,我们的环境噪声、电磁噪声在逐年增加。环境对车辆的运行安全可靠也直接造成了影响,这是一方面。

另外一方面车辆内部的电子电器和无线电的应用也越来越多,这些电器相互之间的干扰、相互影响,还有无线电频率的是都会产生影响。所以综合起来,我们将来的标准还是围绕着环境和运营的安全可靠,以及在产品设计方面所要考虑的电磁加入的问题,围绕这个方面进行。这是第一方面,我们需要考虑的电磁兼容的问题。

第二方面,车在设计方面我们也要考虑的一些电磁兼容问题。我们由早期成品车的测试逐步过渡到在产品设计期间都要考虑电磁兼容,所以在产品设计期我们对电磁兼容有个充分的考虑,因为现在新能源车在这个方面尤为突出。驱动系统,还有一些新技术的应用,包括车辆无线天线的布局,以及它们之间的相互影响,这些都是我们要在设计阶段就应该考虑的。当然了现在还有很多为了节省成本采用的仿真技术,在前期,因为麦克斯韦方程在行业里仿真用的最多,所以有一种说法世界上从这么多年的科学技术发展麦氏方程是最大的工程。

再一个方面,我们现有的标准体系主要在系统级和整车级层面,零部件级和整车级这两个方面做的比较多一些。在系统级或者总成方面,还有器件方面,我们做的还是少,基本上现在的标准体系还没有建立起来。我们下面有个图,测试的分析图,从总成的测试情况和部件之间的相互关系还是有一定的影响。再有,我们车辆的运行状况对我们的测试评价也会产生一定的影响,当前电驱动多以稳态的测试为主,对于工况的测试现在还没有建立起来,将来我们要考虑在尽可能的情况下做一些工况方面的测试。我们经过摸底测试发现在一些加速性,在一些减速的情况下,它的干扰和它的电磁兼容问题更加突出一些。也遇到过一些,比如说有时候踩刹车,或者在急加速的时候,可能驾驶员有一些不同的感觉,这些感觉怎么来的?可能与电磁兼容都相关,这是一方面。

再有一个方面,我们车辆,尤其买电动车的人关注重要的一方面就是对人体的影响和伤害。我们制定了一个标准,就是GB/T37130的标准,就是考察车辆对人体的评价。再一个方面,设计带来的发展趋势-整车条件下天线性能的测试,我们整车使用各种的天线,尤其将来自动驾驶,利用各种传感器,无线装置越来越多,这些装置装在车上它们相互之间还是有影响的。所以我们电磁兼容的测试也要考虑这些问题,最突出的就是车辆不同设备间的兼容问题,现在我们已经遇到了。这里举了一些例子,车上车载的一些天线。

再有一个电磁安全相关的发展趋势,比如说自动驾驶、人体健康、心脏起搏器,就是我们身体有时候因为生理上的一些需求也装了一些电子装置,这些电子装置在车辆上的电磁环境下能不能正常?会不会受到影响?再有就是使用频谱的相容性的问题,下面会举一些例子。

这是对人体防护的一个测试,刚才我也说了我们制定了一个37130的标准,我们对电动车辆的不同位置进行测试。再有汽车的功能安全现在炒得也比较火,在最新发的趋势,功能安全系列标准我们国家已经出台了34590这个系列标准总共10个,将来要把电磁兼容作为主要的评价依据纳入进来。

这是频谱的相容性问题,因为我们频谱资源是有限的,而现在无线的应用是越来越多,已经发现了频谱之间的相容性问题。这里举了一个例子,像车载的毫米雷达波,5G的毫米波在某些方面已经存在着相容性问题了,怎么解决这个问题,都是我们要考虑的。

我们通过实践也发现了一些问题,有些波段,有些一些有意发射,什么叫有意发射?因为我们采用了一些无线装置,它需要一些无线电频段完成某些功能。而这些无线电频段是必须要使用的,但使用了之后会存在一些问题,我们有主波段、副波段,杂散信号,我们会测出来一些杂散信号超标的问题,对有用信号的影响,这些都是我们要考虑的问题。

再说一下车规级的集成电路,刚才我讲的器件,当然了汽车器件国产化率还是很低的。但是器件的电磁兼容问题现在也是面临了,不只我们在考虑,全球都在考虑,因为随着我们对电子产品汽车半导体应用越来越多,汽车器件级的电磁兼容问题会越来越突出。所以针对器件级的标准,左边也列出了一些,像国际IEC已经开始做的标准,另外我们国家也开始在这方面做一些工作,已经开始牵头做了一些这方面的标准。

另外是电磁环境的适应性问题,现在电磁环境非常复杂,已经有报道或者已经有遇到的一些问题比较突出的,像电动车开到野外的时候,左上角的这个图是一个雷达站,或者是一个短驳站,车辆通过的时候就熄火了,不能运行,通过这个区域之后车辆又能正常。还有雷电的影响,还有一些超宽带的雷达波等等,对整车都会产生影响。你的车辆无意当中进入了雷达波的波速辐射范围内了,这时候你并不知道,因为无线电波是你看不见摸不着的,但是这时候可能会受到影响,这些都是我们环境可能对车辆,尤其对于我们的移动车辆产生的影响。

我们针对这种情况是天津中心开展了一项工作,对于复杂电磁环境进行了一个摸底测试,我们通过基础研究搭建了测试,建了一些典型的路况数据模型,下面进行了测试。在今年也通过了一项团体标准,就是汽车工程学会的团体标准,关于电磁环境对于车辆适应性的评价。

再有直击雷达的问题,这也是车辆比较突出的,一个雷打过来,可能车辆正好在雨中行驶,这都可能会产生。这种现象在我们国家还没有听到,不过在美国已经有报道。超宽带与雷达波抗扰的测试,左边是典型的测试波形,我们对一些部件级的,一些整车级进行测试。

最后我给大家介绍一下标准的情况。现在标准化组织与我们汽车电磁兼容有关的有这几个,就是全国无干委D分会,也就是全国机动车辆和内燃机无线电干扰分组委员会,再一个是汽车与汽车电磁兼容分标委,还有一个汽车工程学会的团体标委,主要这三个组织做标准,两个层次,一个是国家层次的,一个是制定团体标准。我们汽车工程学会团体标准成立以后,我们已经前后出台了有6、7个。

再一个是国际标准,国际标准化组织是ISO,再有一个是IEC/CISPR/D,目前还有一个组织ECE这个组织,现在我们国家汽车行业普遍采用的就是比较多的ECE的法规,电磁兼容也引用了ECE  R10。这方面也引用了一些标准。谢谢大家!

敬请关注“2020中国汽车工程学会年会暨展览会(SAECCE 2020)”直播专题:

(注:本文根据现场速记整理,未经演讲嘉宾审阅,仅作为参考资料,请勿转载!)

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2020年北京车牌租赁价格稳中有升,一部分考虑出租京牌的客户想在高点卖出一个好价,导致积压大量闲置京牌。而没有中签但急于买车的人群想等待更适中的价格,投入大量精力寻找性价比更高的京牌。

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