第2章 新能源汽車電磁兼容基礎(chǔ)

2.1 概述

新能源汽車向著電動化、智能化和網(wǎng)聯(lián)化發(fā)展。智能網(wǎng)聯(lián)電動汽車對線控高效電子電氣架構(gòu)提出了高帶寬、高實(shí)時性、高安全性及高可靠性的需求。因智能網(wǎng)聯(lián)電動汽車的智能駕駛系統(tǒng)、車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)和電驅(qū)動系統(tǒng)具有傳感器多、天線多、線纜多、信號類型復(fù)雜、工作頻帶寬（直流、低頻及射頻超寬帶）、發(fā)射功率大、接收靈敏度高、電磁頻譜復(fù)雜以及工作頻段重疊等特點(diǎn)，使得整個環(huán)境區(qū)域的電磁環(huán)境異常惡劣，于是帶來了新的電磁兼容性（EMC）和電磁干擾（EMI）問題，如圖2-1所示。由電子電氣系統(tǒng)硬件之間的電磁耦合形成的電磁干擾會導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重故障和功能降級，汽車功能安全性標(biāo)準(zhǔn)ISO 26262把電磁兼容性作為電子電氣系統(tǒng)功能安全性評價的關(guān)鍵要素。電磁兼容安全性因此也成為影響智能網(wǎng)聯(lián)電動汽車功能安全性的一個重要科學(xué)問題。

圖2-1 新能源汽車存在的EMC和EMI問題

在這種復(fù)雜電磁環(huán)境下，電動汽車之間以及與其環(huán)境中存在的電子設(shè)備之間都存在相互干擾，嚴(yán)重時甚至?xí)霈F(xiàn)電動車輛自身設(shè)備間的自擾、互擾，以及與民用通信及射頻設(shè)備形成的電磁環(huán)境不兼容等問題，對電動汽車的正常運(yùn)行造成很大影響。電動汽車設(shè)備及系統(tǒng)間、車輛間、車輛與環(huán)境間的電磁兼容問題已經(jīng)成為制約電動汽車發(fā)展、制約電動汽車電子設(shè)備作用效能充分發(fā)揮的重要因素。同時也反映出，對電動汽車電磁兼容性的研究，不僅應(yīng)包括車載電子設(shè)備的電磁問題，還應(yīng)包括整車電磁系統(tǒng)對外部電磁環(huán)境兼容能力的考核。必須在電動汽車設(shè)計、制造、試驗、調(diào)試、實(shí)際運(yùn)行應(yīng)用中對設(shè)備、系統(tǒng)間的電磁兼容性進(jìn)行預(yù)測和分析，并及時采取切實(shí)有效的防護(hù)措施，這對于電動車輛設(shè)計方案的科學(xué)性、運(yùn)行過程的有效性以及保證電子設(shè)備的效能有效發(fā)揮，具有極其重要的作用。因此，智能網(wǎng)聯(lián)電動汽車EMC問題的重要性和復(fù)雜性日益突出。

電動汽車上的各種電子設(shè)備通過相互耦合形成一體化的整車電磁體系，電動汽車的運(yùn)行安全性不僅取決于單一車輛車載電子設(shè)備或系統(tǒng)的電磁性能好壞，更取決于電動車輛整體電磁性能的優(yōu)劣。若不能合理地解決電動汽車設(shè)備及子系統(tǒng)間的電磁兼容問題，將會出現(xiàn)接收機(jī)噪聲電平增大、數(shù)據(jù)誤碼率上升、指揮通信不暢等現(xiàn)象，不僅會造成電動汽車與其他周圍車輛之間的電磁干擾特性，而且整車內(nèi)部也會出現(xiàn)“電子設(shè)備自擾、自亂”的局面。