EMC整车设计要求标准

EMC整车设计要求标准引言电动汽车车载电器部件要满足相应EM豉术要求，就应考虑其内部元器件和导线的合理布排，并做相应的测试及优化工作。由于整车电气系统为各电器部件及连接线缆的集成体，设备之间的相互影响加剧了电磁环境的复杂性，部件级EMC®试和整车EMC®试关联解析难度大。同时各车型在功能、市场定位、系统架构与布局、零部件电磁特性、集成度等方面可能存在较大差异，很难给出一个或一组统一的定量化指标去适合于所有电动汽车。在EMCS计、管理等方面，国内电动汽车厂普遍存在以下几方面问题：①EMCE作主要由EMCT程师开展，缺乏系统内协作；②EMCX作主要围绕电器部件及整车的EMCM试展开，EM豉计不足；电器部件EM微计和整车EMCS计脱节，EMC诃题几乎全部由车载电器部件承担责任；企业历史短，缺乏专业的EMC5：计经验，缺乏规范的EMCF发、管理流程。本文参考系统级电磁兼容设计思想，并借鉴国外电动汽车的优秀EMC设计方法，提出一种电动汽车系统级EMCF发方法，该方法建立的系统开发流程贯穿实施于车辆开发各流程中，整车一次性通过EMCt规测试，并做到了系统内的良好兼容性。1、电动汽车系统级EMC5：计思想系统电磁兼容问题在分析方法、设计方法、试验方法方面，均为系统工程问题。电动汽车系统级EM仪计思想：综合考虑电器部件性能及功能完整性、可靠性、技术成本、车身轻量化、产品上市周期等各种因素，确定布局和技术控制状态，选取材料、结构和工艺，在车辆研发的各阶段，以最低的成本、最有效的方式将接地、屏蔽及滤波等设计思想及具体措施实施到产品或系统中，在测试阶段做出

详细的emOJ试评价、优化及管理，最终形成一套可行性高的正向开发设计方法或流程。在产品质量前期策划(advancedproductqualityplanning,简称APQP)过程中，新产品研发过程一般由5个阶段组成：计划定义和项目、产品设计和开发验证.过程设计和开发验证、产品和过程确认，以及反馈.评估和纠正措施，APQ他度图如图1所示。概念提由批准项II提由批准项II批准样件试生产生产11计划定义和项目；1产品和过程确认A\产品设il1产品和过程确认A\产品设il和开发验证过程设计和开发验证反馈.评定和纠正摘施t产；1一)借鉴APQ航程，电动7^车系统级EMCF发流程可包括：EMCOJ阶段、EMC系统架构布局阶段、EMC5：计阶段、EMCC统测试及状态冻结阶段以及EMCW古、评审和优化阶段。上述各阶段需要车型设计总师、项目经理、EM&家、EMS程师、电气工程师、线束工程师、总布置工程师、结构工程师、测试工程师以及各电器部件供应商等协作参与，共同完成。2、电动汽车系统级EM酸计开发流程1EMC规戈惭段本阶段工作内容是在分析整车技术规范(VehicleTechnicalSpecificaTIon,简称VTS涧稿的基础上，对表1中1列举的内容进行研究，重点掌握现有电器部件EMC等性，并编写整车EMC设计指导书等报告，为EMCC统架构布局提供重要依据。表1EMC规划阶段主要工作内容

字号林究内吞1根垢市场走位，研兖对应的EMC符合性法规.<XX车型EMC符代法规分析报？5》2预SS向压零删裔压部件已有EMC测试报舌研丸«35压胡牛EMC析报舌》离压部件壳体屏SB效能研丸《商压部件秃体屏敝效评信报行》命压？研究.《高压寿件布局布^播导性设计报昔》离压部件物理连接关联性研丸.高压部件接地点需手研气《高压部件接地点需求分析报包3阿己胃低压零部件任压部彳t已有EMC!!试报行研必《低压S5件EMC设计分析才子百》《裔频低压部件EMI风险评估报舌》《高S（低压部件布局布葩导性设计报舌》换信号电平分坤辄《信号生需疔分析报舌》CAN网络节点分布研丸？（CAN网络线束布局布置指导性设计规4扇研各电81部件供应简EMC设计.测试水平靛力.《电38部件供应高EMC设计、测试能力分忻报舌》5EMC测试方秦、资源、费用、周期等预研究.<EMC测试需求分析报环5EMC设计拒标体系研丸<EMC描标体系分析报行》7整车EMC蹄毗点研完《眸电EMC劭8系统EMC设计技术研必（XX车型系统级EMC设计播导书〉9零SB件及整车EMC预开发周期.<XX车型系题EMC巧计开发周期评审报s>2.2EMC系统架构布局阶段本阶段是整车系统级EMCF发流程中最为关键的一步，其核心工作内容可归结为“先由面建点，再由点连线”。“面”即为由车身、车身支架、12V莆电池负极等建立的参考地。“点”为车载电器部件，以规划阶段编写的《高压部件布局布置指导性设计报告》、《CAN网络线束布局布置指导性设计规范》等报告为指导,综合考虑车身数模及电器零部件初版数模，对车载关键电器部件进行布局。优先进行动力蓄电池布置；根据驱动方式.冷却系统、可安装位置.质心坐标等确定电机本体大致布置；结合功能性要求.碰撞安全性法规要求、IP防护、安装便利性.美观等，确定其它电器部件布局。“点”还包括抽象的接地点，随着电器部件布局位置确认而确定。接地点的选取应以就近接地、系统接地网络的合理、可维护为原则。“线”即为前面建立的各“点”之间的互连线缆，是整车电气系统的重要组成部分。线缆布置的基本原则：尽量短、避免交叉、走向美观.安装固定方便。以1-M1EV车底盘下线缆布局（见图2）为例，其线缆短.线缆无交叉的特点显而易见。

优先考虑系统布局这一策略是成本最划算的一种EMC5：计方法，对系统进行布局划分，使对干扰电流的控制成为可能。整车EM或构布局需要综合考虑各种技术要求，并将EM01术融入到产品架构设计中去。图3为某型号电动汽车布局差异对比图，与图3(a)相比，图3(b)所示布局方案更合理，线缆走向更规范，整车碰撞安全性也更高。两种布置方案下电器部件壳体设计.连接器选型等均存在较大差异，说明若布局阶段“点”规划不合理，会导致整车电气系统架构布局的变更，其对整车设计成本.上市周期等均带来较大变化。整车设计初期，不建议所有电器部件都做出开模计划，同时从整车设计角度，“点”也应该符合“面”的规划，即使一些电器部件前期已开模且适用于一些车型，也应该根据本车型布置要求，在评审后重新制定开模计划。

（b）布局整齐图3某型号电动汽车布局差异对比（网络资料）图4为某车型不合理的电机系统（电机和电机控制器）布局图，该布局导致U.V.W线缆过长，根据设计经验，该方案存在辐射发射超标风险,EMO审不通过，该布局方案未获批准。经济性也最高。车内电子通信设备的日益增多使互连系统的排布密度大幅度增加,加上车载系统狭小的内部空间，因而对前期系统架构布局提出了更高的要求。表2列举了本阶段主要输出报告。rrP插出报占名琼1《EMC慈架构布局符合性评中报0»2《高低压钱线右昌评审报舌》3《最底孜器位运优化设计分析报舌》4《奇玉部件可用接地庶评由方秦》???-*_?'?-15饯虹艺纤爵分析报卫2.3EMC设计阶段EMCS计虽然不是什么新鲜技术，但其需要大量专业设计、制造工艺以及管理等知识的支撑，并要参考一切可以指导团队和员工决策或行动的信息.标准.规范、法则及经验，最终形成用于指导生产的设计知识体系，研发过程中知识流动和转换框图如图5所示。知识源]企业外部知识企业内部知识?获取共享EM仪计阶段主要围绕EML个措施（即接地.屏蔽和滤波）展开，本阶段主要的设计输出报告如表3所示。表3EMC设计阶段主要输出报告立号域出报告名称I《整车电气磁电逋兼容控制技术方克》2《泌舷更、优化评询包3《痿地设计（含接地线、接地爨栓及853.接地标识）设计方室评亩报舌》1《高屋珈（含连接器）旄方秦评申报告》5《高报告》5《电铜件壳体屏敏龛评由砖》/《某电辞件壳休全新开模设计方案评育》3《关ft电器部件漆波器设计方室评审报印9《EMC杀统设计苻台性评审及优化报青》图4某车型前期不合理的电机系统布局图布局合理最基础，其经济性也最高。车内电子通信设备的日益增多使互连系统的排布密度大幅度增加，加上车载系统狭小的内部空间，因而对前期系统架构布局提出了更高的要求。表2列举了本阶段主要输出报告。

蚀处理工接地设计主要包括接地线的工艺、接地螺栓和螺母选型、接地点防腐艺设计等。图6为某型号电动汽车接地设计细节，可作为参考。蚀处理工(b)接地线和接地螺母图6某型号电动汽车接地设计(网络资料)屏蔽设计的关键之一在于高低压电器部件壳体设计，如何将工业设计等技术和壳体屏蔽设计技术巧妙结合在一起，体现EM彼计技术和艺术的完美结合，是本部分的难点。由于壳体开模成本较高，建议全新开模在评审通过后确定。应当指出，在选用屏蔽线缆时，不仅要考虑其屏蔽性能，还要考虑成本.机械强度等特性。当整个电缆受到过多的机械.天气和潮湿的影响时,影响最严重的屏蔽部分就是连接处，通常使用5年之后性能将下降一个数量级(20dB)o对于多电缆入口的机箱壳体，为保证屏蔽连接的连续性，电缆屏蔽连接方法可参考图7o线缆屏敝层和壳体端接(b)线缆端连接夹具图7多电缆屏蔽层和壳体电连接(网络资料)(a)电机本体(b)电机及集成控制器图8某型号电动汽车电机系统设计(网络资料)若考虑成本，部件屏蔽设计难以做到完美，可考虑系统级解决措施。图8为某型号电动汽车电机系统设计，为降低LKV.W线缆可能带来的辐射发射问题，其在电机端增加一金属屏蔽盒，在提高EM彼计的同时提高TIP防护等级。EMC系统测试及状态冻结阶段系统电磁兼容试验技术包括：试验规范制定、标准制定、项目选择、实施方法、场地建设.误差处理等技术和过程。为保证EMCi试的一致性,系统测试必须在标准的试验环境下进行。根据自身条件建立相应测试环境或选择测试机构，都是不错的选择，为节省测试费用而牺牲零部件或整车EMC生能的做法必将付出沉重的代价。若脱离整车测试验证环节，零部件EMCS计很可能出现设计不足或过设计问题。EM踪统测试是系统级EMCS计流程中重要的环节，既用于验证整车EMC设计的合理性，又为设计方案优化、评审及冻结提供依据。在验证各电器部件EMCS计符合性的前提下，验证零部件EMCi试数据和整车测试数据的关联性，根据整车测试中暴露出来的问题，首先对整车系统内接地措施进行尝试性优化整改，在整改效果难以满足整车测试需求的前提下，对零部件EMC1标进行有针对性的更改，根据整改便利性、成本.可靠性、开发周期等因素确认零部件更改比重，并保证足够的裕量，从而降低因不确定性等因素带来的误差，保证整车测试的一致性。状态冻结阶段，需要随机抽样同一批次各电器部件多台进行测试，在测试数据一致性评审通过后，冻结零部件EM彼计。同样，只有整车测试具有足够的一致性和裕量，整车EMC^计数据才能冻结。本阶段主要输出报告有：《电器部件EMOJ试分析报告》、《整车测试分析报告》、《系统设计优化分析报告》、《XX零部件EMC尤化设计分析报告》.《接地线（含接地螺栓、螺母）盐雾等试验分析报告）》、《接地线阻抗测试报告》.《接地点防腐处理工艺设计评审报告》.《接地点可维护性评审报告》、《电器部件壳体数模冻结报告》.《电器部件EMCS计方案冻结报告》、《XX车型EM彼计方案冻结报告》等。EMC评估、评审和优化阶段本阶段贯穿于系统级EM仪计的整个流程中，每个阶段的评估、评审和优化，必须保证零部件设计和整车设计具有一定的同步性。评估.评审时既要考虑功能完整性、技术先进性.可靠性、安全性等设计因素，还需要EM&家的技术指导，同时又要综合考虑设计美观度.可维护性.可工程化、成本等其它因素。简单合理的设计是最好的设计，这无疑在节约成本，提高产品良品率,加快上市时间的同时，让电动汽车EM彼计的风险降至最低，所以评估.评审阶段还应坚持简单的原则。电动汽车功率部件越来越呈现出小型化、集成化的技术趋势，功率部件的EMC5：计仍将是整车EMCS计的重要内容之一。为提高续航里程而增大电池结构，从而使整车电器系统布局更紧凑，部件问EMI问题更突出。智能化.高频化等电子电器的安装加剧了整车通过GB14023测试的难度，所以，评估、评审阶段还应坚持与时俱进的原则。3、结语本文从工程应用设计的角度，对整车系统级EMC5：计流程做了详细描述,而对设计细节以及EMG甘标的量化未做具体描述，但整个设计流程还是非常清晰的。采用系统方法，按照特定的逻辑来组织研发过程中模糊的.相互纠缠在一起的各种研发活动，最大程度地减少研发活动的反复和耦合,使复杂.模糊、混乱的EMCF发活动流程化，从而提高了EMCS计工作的效率和质量，缩短了开发周期，减少了研发成本及产品生命周期的总成本。在设计和选用电源滤波器的过程中，系统工程师发现，加了滤波器以后作用不大，甚