新能源汽车EMC.docx

摘要：本文阐述了电动汽车电磁环境的复杂性。从系统间干扰和系统内干扰两个层次
描述了电动汽车试制阶段遇到的一些与 EMC相关的问题，包括整车辐射发射超标、 车载充
电机传导发射超标、收音机 AM频段接收异常、CAN信号失真、“掉高压”故障系统内干扰问题
收音机、CAN网络以及车速信号等受到干扰后， 可能导致部分车载电器部件工作异常 ， 甚至导致整车故障，且故障排查难度较大，导致车辆调试周期变长，车辆一致性、可靠性、安 全性变差，零部件“故障率 "提高.
收音机AM频段收音异常
开启某车型的U音机，在 AM频段，整车高压上电前后听感差别较大，当移动收音天 线远离前机舱盖时，听感变好。使用频谱仪搜索 500 kHz〜2 MHz范围内收音天线输入接
口附近的EMI情况，高压上电前后差别很大，图 6、图7分别为高压系统上电前后收音
天线附件测得的干扰频谱。由图 7 可知，高压上电后，在 500〜700 kHz、~ MHz、 〜 MHz、 MHz 以后频段，都有较明显干扰 ，主要由MCU和DC/DC变换 器工作时高压线缆辐射发射所致 .
图6高压系统上电前收音天线附件干扰频谱
图7高压系统上电后收音天线附近干扰频谱
CAN 网络“信号失真”
CAN网络是电动汽车控制的中枢神经，用于传输各种控制、反馈、故障等重要信息。
CAN网络波形存在周期性电压尖峰是电动汽车试制过程中遇到的最普遍问题之一，一些重 要信息的误报、漏报，直接影响整车的安全性。图 8为某车型网络节点，其中 FCBUS EVBUS以及VBUS为电动汽车 CAN 网络。
图8 中EVBUS网络节点上CAN收发电路设计不当，以及受 EMI影响，EVBUS信 号失真现象较明显，如图 9所示，CAN_H CAN_L及差分信号均出现较大扰动 ，其中差分 信号尖峰幅值超过 50。8 V ，且表现为周期性，总线上出现大量错误帧。我公司 CAN总线 节点电压幅值技术要求见表 1。
图8某车型网络节点
图9信号失真的EVBUS波形
表1 CAN 总线电压幅值要求
总线状态
参数
符号
最小值
/V
标称值
/V
最大值
/V
隐性状态
总线电压
VCAN_H


3。0
VCAN_L
2。0
2。5

差分电压
Vdiff
-
0
0。05
显性状态
总线电压
VCAN_H


4。5
VCAN_L



差分电压
Vdiff

2。0
3。0
备注
Vdiff= VCAN_H — VCAN_L
车辆行驶过程中“掉高压”
某试验样车行驶过程中经常出现“掉高压”的故障，导致此类故障发生的原因最有可 能是动力蓄电池或电机系统出现过温、过流等一级故障，为保护车辆及驾乘人员的安全性， VCU采取强制措施断开整车高压供电。
读取该车监控数据，并未发生上述情况，因此需考虑是否存在 EMI问题。通过对该车 换档手柄连接线束的近场诊断， 发现其电源线、信号线周围均有较大骚扰信号。 该车的换档
手柄控制电路如图10所示，其输出信号SW卜SW4为电平信号，不同 SWkSW4的组合输 出逻辑对应不同（P、R N D）档位；其正常电平幅值为 4。5~5。0 V 换档手柄和 VCU之 间采用较长的普通线缆连接，存在线缆耦合辐射干扰导致上述电平信号不稳定的可能性， 但
采用屏蔽防波套对该连接线缆屏蔽处理后，问题依然没有解决，后经排查得出如下结论： DC/DC变换器工作时，12 V 电源线上有较大周期性电压尖峰（峰峰值较高 ，且档位手柄
控制电路缺乏足够的抗扰度设计（缺乏滤波电容、储能电容等）,从而导致上述控制电路输出 电平不稳定，当VCU无法正确识别档位信息时,VCU发出关闭高压主继电器的指令，从而 产生“掉高压”故障。
高压 412 V +12 V
图10换档手柄控制电路图
3。4电动真空助力制动系统“助力不足”
电动汽车电动真空助力制动系统，主要由控制器、电动真空泵、真空罐（带压力传感 器输出信号）、储气罐等构成，其工作可靠性关系到车辆的制动安全。
某款旋片式电动真空泵，其外形结构如图 11 （a）所示，电源线输入为 DC 12 V。泵体
内部为直流有刷电机，电机结构如图 11 （b）所示。电气示意图如图 11 （c）所示，接地符
号代表真空泵外壳。
换向片
(a)真空泵外形图
(b)电机结构图
WWW,
(c)电机原理图
图11某真空泵外形、电机结构及电机原理框图
时低，电机产生堵转。
12 (b)所示,以电压波形