與傳統汽車相比，新能源車中的高壓動力驅動系統、信息化和智能化設備等多種類型的電力、電氣、電子設備集中布置，構成極其惡劣的電磁環境。

一方面車輛系統外部環境惡劣，頻譜范圍、能量密度及干擾類型成倍增加；另一方面車內高壓/高功率系統、信息化智能化設備的高度集成，其電氣特征和功能特性都與電磁干擾（EMI）緊密相關。

電磁兼容在上升為電動汽車關鍵技術和瓶頸技術的同時，也成為保證汽車安全行駛及系統可靠性的一個巨大挑戰。

在本推文中，筆者將分享有關整車電磁兼容的信息，包括電磁兼容的定義、分類、電磁兼容干擾等級、干擾源分類、針對高壓電驅動系統的電磁干擾和干擾特性。

電磁兼容的定義及分類

A. 電磁兼容的定義

電磁兼容(Electro Magnetic Compatibility)是一門關于電磁能量的產生、傳輸和接受的學科，是研究在有限的空間、有限的時間、有限的頻譜資源條件下，各種用電設備(分系統、系統、廣義的還包括生物體)可以按設計要求正常工作并共存的一門科學。

從電動車角度而言，EMC（Electro magnetic compatibility，電磁兼容）是指電子、電氣設備或系統在預期的電磁環境中，按設計要求正常工作的能力。

包括EMI和EMS以及系統或設備工作的電磁環境（外境）三方面的內容。

B. 電磁兼容分類

電磁兼容包括EMI(Electro Magnetic Interference/電磁干擾)和EMS(Electro Magnetic Susceptibility/電磁耐受性)兩部分。

(1) EMI電磁干擾

指的是電器件本身在執行應有功能的過程中所產生的不利于其他系統的電磁噪聲。

電磁干擾測試是測量被測設備在正常工作狀態下產生并向外發射的電磁波信號的大小來反應對周圍電子設備干擾的強弱。EMI是主動性的，即對外界產生的干擾。

對EMI再進行細分，可分為從電源線、信號線或控制線傳導出來的傳導騷擾(CE/Conducted emission)和從產品殼體輻射出來的輻射騷擾(RE/Radiated emission)。

(2) EMS電磁耐受性

指的是電器件在執行應有功能的過程中，不受周圍電磁環境影響的能力。

電磁敏感度測試是測量被測設備對電磁騷擾的抗干擾的能力強弱。EMS是被動性的，即抵抗外界的干擾。

EMS包括如下細分內容：

a) 殼體靜電放電抗擾度(ESD/Electrostatic discharge);

b) 電源線、信號線的電快速脈沖群抗擾度(EFT/Electrical fast transient burst);

c) 殼體輻射抗擾度(RS/Radiated Susceptibility);

d) 電源線/信號線的傳導抗擾度(CS/Conducted Susceptibility)；

電磁兼容騷擾等級

隨著汽車電動化、智能化、網聯化的發展，以及車載無線通信系統技術等應用越來越廣泛，電動汽車與復雜電磁環境間的相容性將成為未來電動汽車電磁兼容性測試評價的一個重要趨勢，這種測試評價技術需要汽車行業和電磁兼容測試評價機構緊密配合，共同研究外界電磁環境對車內、車外系統的電磁兼容性問題產生機理及解決方案。其中，對配置了高等級自動駕駛功能的車型，如何對其在復雜電磁環境下的安全性進行測試與評價，又將成為未來若干年中汽車電磁兼容發展的重中之重。

對于車輛而言，電磁兼容騷擾等級共分為4個等級。

騷擾等級定義

針對車輛的電磁干擾主要來源有車輛內部電氣部件之間的相互影響、車輛作為一個整體，受到車外廣播電視、無線通信、電網設備等人為設置的干擾源的影響、以及由自然現象帶來的干擾。

電動車的電磁干擾源分類

A. 車載干擾源

主要指的是車上各種電子電氣系統產生的電磁干擾。車載干擾源主要有驅動系統、動力電池、功率變換器、繼電器、電動輔助系統、開關、通訊設備以及微處理器等電子設備。車載干擾源的電磁傳播模式有傳導干擾和輻射干擾兩種形式。

B. 自然干擾源

自然干擾源是指由自然現象引起的電磁干擾。比較典型的自然界電磁現象產生的電磁噪聲有大氣噪聲、太陽噪聲、宇宙噪聲以及靜電放電等。大多數情況下，這種電磁噪聲非常復雜，并且對汽車的干擾影響可以忽略。但是，閃電和靜電放電可能會產生很大的瞬變場強。

C. 人為干擾源

人為干擾源是指由汽車外部人工裝置產生的電磁干擾。主要有其他車輛的輻射干擾，車外的雷達、無線電臺發射機、移動通訊設備等發射的電磁波干擾，以及高壓輸電線的放電等。

高壓電驅動系統的電磁干擾

高壓電驅動技術是順應能量流產生與分配新模式下的技術革新，其在新能源車上的集成與應用可滿足國家節能減排、排放環保的硬性要求。該系統由高功率驅動電機、非線性逆變器、高壓動力電池及控制軟件等組成，具有高電壓、大功率、控制復雜等現代電力電子特征。

高壓電驅動系統中的控制器、電機等部件帶來的電磁干擾具有干擾強度高、耦合路徑復雜、與運行工況密切相關的特點，對整車電網及用電負載的可靠運行、通信系統的信號傳輸質量產生嚴重威脅。

從車輛電磁兼容性的角度分析，這是一個潛在的強電磁干擾源，其集成安裝在車輛內部，可能導致車輛內部電磁環境嚴重惡化，特別是對低壓電子電氣設備的正常工作產生不可忽視的影響。

新能源車集成了更多的電子系統、傳感器和執行機構，以適應自動化、智能化的需求。

由于動力系統的變革及高低壓電子器件的混合應用，控制系統成為安全關鍵系統。而混合動力系統的能量轉換模式與其動力驅動密切相關，形成獨特的多路徑耦合干擾特性，將帶來更加復雜的電磁干擾問題。隨著高壓電驅系統的廣泛應用，無論是基礎理論、系統設計還是試驗標準都有待加強研究。

高壓電驅系統的干擾特性

高壓電驅動系統采用脈寬調制（PWM）變換技術，其中大電流絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）在高壓偏置的情況下不斷（頻率高達上百千赫茲）關斷（硬關斷）和開啟，會產生很大的開關損耗和噪聲，降低整車系統的電磁兼容性。

高壓電驅動系統中，電源變換單元的非線性特性、大功率電機負載的動態阻抗失配特性將引發瞬態強電磁干擾、諧波干擾和浪涌，并以輻射和傳導的方式進行傳播。

其中，傳導干擾發射會導致整車電網電能質量的惡化，造成其它車載儀器和設備工作失常、失效甚至損壞。輻射干擾發射將引起車載通信系統、低壓控制系統等傳輸信號受擾，影響設備正常協同工作。

特別是混合驅動車輛，共模干擾隨著功率器件開關頻率和系統工作電壓等級的提高，干擾強度也在加大；不但涉及電子系統，而且與機械連接結構密切相關，解決電磁干擾問題需要從設計、工藝集成、實驗、成本等方面全面考慮。綜合近年來國內外相關資料和文章，混合動力車輛的電磁兼容問題不僅是關鍵技術，還將成為廣泛應用中的技術瓶頸。

不論是低壓的燃油車還是高低壓兼有的電動車，都會受到電磁兼容的影響。

對于電動汽車而言，既有汽車屬性更有電氣屬性，相比傳統燃油車的低壓供電系統，高壓大功率轉換裝置和驅動電機的使用，更多高壓與低壓控制線束的使用，會產生比傳統燃油車更為嚴重的電磁干擾噪聲，強電磁輻射還可能干擾車載電子設備間CAN通信的正常運行，干擾周圍環境和車輛的電子設備，直接關系到電動汽車的安全。

因此，電動汽車的電磁兼容性問題比傳統燃油車更為復雜，引起的后果更為嚴重。

審核編輯 ：李倩