作者：高新杰 李燕侠 李国珍 李兴华 朱光福 邹明 北京新能源轿车股份有限公司;北京中石伟业科技股份有限公司;北京强度环境研讨所;
摘要：本文在剖析整车EMC规划现状的根底上，以很多部件和整车的规划、测验经历为支撑，学习学习国外一些车型的先进规划思路，从EMC工程规划视点，提出了一种电动轿车体系级EMC开发办法。该办法成功使用于各研制车型，改变了以往样车难以顺畅经过EMC法规的局势，一起确保了体系内EMC。
导言
电动轿车车载电器部件要满意相应EMC技能要求，就应考虑其内部元器件和导线的合理布排，并做相应的测验及优化作业。因为整车电气体系为各电器部件及衔接线缆的集成体，设备之间的彼此影响加重了电磁环境的杂乱性，部件级EMC测验和整车EMC测验相关解析难度大。一起各车型在功用、商场定位、体系架构与布局、零部件电磁特性、集成度等方面或许存在较大差异，很难给出一个或一组一致的定量化目标去适合于全部电动轿车。
在EMC规划、办理等方面，国内电动轿车厂普遍存在以下几方面问题：
①EMC作业首要由EMC工程师打开，缺少体系内协作；
②EMC作业首要环绕电器部件及整车的EMC测验打开，EMC规划缺少；
③电器部件EMC规划和整车EMC规划脱节，EMC问题简直悉数由车载电器部件承当职责；
④企业前史短，缺少专业的EMC规划经历，缺少规范的EMC研制、办理流程。
本文参阅体系级电磁兼容规划思维，并学习国外电动轿车的优异EMC规划办法，提出一种电动轿车体系级EMC开发办法，该办法树立的体系开发流程贯穿施行于车辆开发各流程中，整车一次性经过EMC法规测验，并做到了体系内的杰出兼容性。
1、电动轿车体系级EMC规划思维
体系电磁兼容问题在剖析办法、规划办法、实验办法方面，均为体系工程问题。
电动轿车体系级EMC规划思维：归纳考虑电器部件功用及功用完整性、可靠性、技能本钱、车身轻量化、产品上市周期等各种要素，承认布局和技能操控状况，选取材料、结构和工艺，在车辆研制的各阶段，以最低的本钱、最有用的办法将接地、屏蔽及滤波等规划思维及详细办法施行到产品或体系中，在测验阶段做出详细的EMC测验点评、优化及办理，终究构成一套可行性高的正向开发规划办法或流程。
在产品质量前期策划（advancedproductqualityplanning，简称APQP）进程中，新产品研制进程一般由5个阶段组成：计划界说和项目、产品规划和开发验证、进程规划和开发验证、产品和进程承认，以及反应、评价和纠正办法，APQP进展图如图1所示。
图1APQP进展图
学习APQP流程，电动轿车体系级EMC开发流程可包含：EMC规划阶段、EMC体系架构布局阶段、EMC规划阶段、EMC体系测验及状况冻住阶段以及EMC评价、评定和优化阶段。
上述各阶段需求车型规划总师、项目经理、EMC专家、EMC工程师、电气工程师、线束工程师、总安置工程师、结构工程师、测验工程师以及各电器部件供货商等协作参加，共同完成。
2、电动轿车体系级EMC规划开发流程
2.1 EMC规划阶段
本阶段作业内容是在剖析整车技能规范（VehicleTechnicalSpecificaTIon，简称VTS）初稿的根底上，对表1中罗列的内容进行研讨，要点把握现有电器部件EMC特性，并编写整车EMC规划辅导书等陈述，为EMC体系架构布局供给重要依据。
表1 EMC 规划阶段首要作业内容
2.2 EMC 体系架构布局阶段
本阶段是整车体系级EMC 开发流程中最为要害的一步，其中心作业内容可归结为“先由面建点，再由点连线”。
“面”即为由车身、车身支架、12 V 蓄电池负极等树立的参阅地。
“点”为车载电器部件，以规划阶段编写的《高压部件布局安置辅导性规划陈述》、《CAN 网络线束布局安置辅导性规划规范》等陈述为辅导，归纳考虑车身数模及电器零部件初版数模，对车载要害电器部件进行布局。优先进举动力蓄电池安置；依据驱动办法、冷却体系、可装置方位、质心坐标等承认电机本体大致安置；结合功用性要求、磕碰安全性法规要求、IP 防护、装置便利性、漂亮等，承认其它电器部件布局。“点”还包含笼统的接地址，跟着电器部件布局方位承认而承认。接地址的选取应以就近接地、体系接地网络的合理、可保护为准则。
“线”即为前面树立的各“点”之间的互连线缆，是整车电气体系的重要组成部分。线缆安置的基本准则：尽量短、防止穿插、走向漂亮、装置固定便利。以i-MiEV 车底盘下线缆布局（见图2）为例，其线缆短、线缆无穿插的特色清楚明晰。
图2 i-MiEV车底盘下线缆布局（网络材料）
优先考虑体系布局这一战略是本钱最合算的一种EMC规划办法，对体系进行布局区分，使对搅扰电流的操控成为或许。
整车EMC架构布局需求归纳考虑各种技能要求，并将EMC技能融入到产品架构规划中去。图3为某类型电动轿车布局差异比照图，与图3（a）比较，图 3（b）所示布局计划更合理，线缆走向更规范，整车磕碰安全性也更高。两种安置计划下电器部件壳体规划、衔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，会导致整车电气体系架构布局的改变，其对整车规划本钱、上市周期等均带来较大改变。整车规划初期，不主张全部电器部件都做出开模计划，一起从整车规划视点，“点”也应该契合“面”的规划，即便一些电器部件前期已开模且适用于一些车型，也应该依据本车型安置要求，在评定后重新拟定开模计划。
（a）布局杂乱
（b）布局规整
图3某类型电动轿车布局差异比照（网络材料）
图4为某车型不合理的电机体系（电机和电机操控器）布局图，该布局导致U、V、W线缆过长，依据规划经历，该计划存在辐射发射超支危险，EMC评定不经过，该布局计划未获同意。
布局合理最根底，其经济性也最高。车内电子通讯设备的日益增多使互连体系的排布密度大幅度添加，加上车载体系狭小的内部空间，因而对前期体系架构布局提出了更高的要求。
表2罗列了本阶段首要输出陈述。
2.3 EMC规划阶段
EMC规划尽管不是什么新鲜技能，但其需求很多专业规划、制作工艺以及办理等常识的支撑，并要参阅全部能够辅导团队和职工决议计划或举动的信息、规范、规范、规律及经历，终究构成用于辅导出产的规划常识体系，研制进程中常识活动和转化框图如图5所示。
图5新产品研制中常识的活动和转化框图
EMC规划阶段首要环绕EMC三个办法（即接地、屏蔽和滤波）打开，本阶段首要的规划输出陈述如表3所示。
表 3 EMC 规划阶段首要输出陈述
图4某车型前期不合理的电机体系布局图
布局合理最根底，其经济性也最高。车内电子通讯设备的日益增多使互连体系的排布密度大幅度添加，加上车载体系狭小的内部空间，因而对前期体系架构布局提出了更高的要求。表2罗列了本阶段首要输出陈述。
接地规划首要包含接地线的工艺、接地螺栓和螺母选型、接地址防腐蚀处理工艺规划等。图 6为某类型电动轿车接地规划细节，可作为参阅。
（a）接地线和接地螺栓
（b）接地线和接地螺母
图6 某类型电动轿车接地规划（网络材料）
屏蔽规划的要害之一在于高低压电器部件壳体规划，怎么将工业规划等技能和壳体屏蔽规划技能奇妙结合在一起，表现EMC规划技能和艺术的完美结合，是本部分的难点。因为壳体开模本钱较高，主张全新开模在评定经往后承认。
应当指出，在选用屏蔽线缆时，不只要考虑其屏蔽功用，还要考虑本钱、机械强度等特性。当整个电缆遭到过多的机械、气候和湿润的影响时，影响最严峻的屏蔽部分便是衔接处，一般运用5年之后功用将下降一个数量级（20dB）。
关于多电缆进口的机箱壳体，为确保屏蔽衔接的连续性，电缆屏蔽衔接办法可参阅图7。
（a）线缆屏蔽层和壳体端接
（b）线缆端衔接夹具
图 7 多电缆屏蔽层和壳体电衔接（网络材料）
（a）电机本体 （b）电机及集成操控器
图8 某类型电动轿车电机体系规划（网络材料）
若考虑本钱，部件屏蔽规划难以做到完美，可考虑体系级处理办法。图8为某类型电动轿车电机体系规划，为下降 U、V、W 线缆或许带来的辐射发射问题，其在电机端添加一金属屏蔽盒，在进步 EMC 规划的一起进步了IP防护等级。
2.4 EMC 体系测验及状况冻住阶段
体系电磁兼容实验技能包含：实验规范拟定、规范拟定、项目挑选、施行办法、场所建造、差错处理等技能和进程。为确保EMC测验的一致性，体系测验有必要在规范的实验环境下进行。依据本身条件树立相应测验环境或挑选测验安排，都是不错的挑选，为节省测验费用而献身零部件或整车EMC功用的做法必将支付沉重的价值。
若脱离整车测验验证环节，零部件EMC规划很或许呈现规划缺少或过规划问题。EMC 体系测验是体系级EMC规划流程中重要的环节，既用于验证整车 EMC 规划的合理性，又为规划计划优化、评定及冻住供给依据。在验证各电器部件EMC规划契合性的前提下，验证零部件EMC测验数据和整车测验数据的相关性，依据整车测验中露出出来的问题，首要对整车体系内接地办法进行尝试性优化整改，在整改效果难以满意整车测验需求的前提下，对零部件EMC目标进行有针对性的更改，依据整改便利性、本钱、可靠性、开发周期等要素承认零部件更改比重，并确保满足的裕量，然后下降因不承认性等要素带来的差错，确保整车测验的一致性。
状况冻住阶段，需求随机抽样同一批次各电器部件多台进行测验，在测验数据一致性评定经往后，冻住零部件EMC规划。相同，只要整车测验具有满足的一致性和裕量，整车EMC 规划数据才干冻住。
本阶段首要输出陈述有：《电器部件 EMC 测验分 析陈述》、《整车测验剖析陈述》、《体系规划优化分 析陈述》、《XX 零部件EMC优化规划剖析陈述》、《接地线（含接地螺栓、螺母）盐雾等实验剖析陈述）》、《接地线阻抗测验陈述》、《接地址防腐处理工艺规划评定 陈述》、《接地址可保护性评定陈述》、《电器部件壳体数模冻住陈述》、《电器部件EMC规划计划冻住陈述》、《XX 车型EMC规划计划冻住陈述》等。
2.5 EMC 评价、评定和优化阶段
本阶段贯穿于体系级EMC规划的整个流程中，每个阶段的评价、评定和优化，有必要确保零部件规划和整车规划具有必定的同步性。评价、评定时既要考虑功用完整性、技能先进性、可靠性、安全性等规划要素，还需求 EMC 专家的技能辅导，一起又要归纳考虑规划美 观度、可保护性、可工程化、本钱等其它要素。
简略合理的规划是最好的规划，这无疑在节省本钱，进步产品良品率，加速上市时刻的一起，让电动轿车EMC规划的危险降至最低，所以评价、评定阶段还应坚持简略的准则。
电动轿车功率部件越来越呈现出小型化、集成化的技能趋势，功率部件的EMC规划仍将是整车EMC规划的重要内容之一。为进步续航路程而增大电池结构，然后使整车电器体系布局更紧凑，部件间EMI问题更杰出。智能化、高频化等电子电器的装置加重了整车经过GB 14023测验的难度，所以，评价、评定阶段还应坚持与时俱进的准则。
3、结语
本文从工程使用规划的视点，对整车体系级EMC规划流程做了详细描绘，而对规划细节以及EMC 目标的量化未做详细描绘，但整个规划流程仍是十分明晰的。选用体系办法，依照特定的逻辑来安排研制进程中含糊的、彼此羁绊在一起的各种研制活动，最大程度地削减研制活动的重复和耦合，使杂乱、含糊、紊乱的EMC研制活动流程化，然后进步了EMC规划作业的功率和质量，缩短了开发周期，削减了研制本钱及产品生命周期的总本钱。
在规划和选用电源滤波器的进程中，体系工程师发现，加了滤波器今后效果不大，甚至会产生某些频段的噪声变大。
OBC 内部均规划了滤波单元，但因为滤波单元规划不专业（包含滤波器输出阻抗和 OBC 输入阻抗彼此匹配、滤波器拓扑结构规划不合理等）或受布局空间所限装置方位不合理等原因，滤波器实践按捺搅扰才能较差，传导发射超支现象较显着。
4、总结
本文所述示例说明晰接地、屏蔽以及滤波办法正确合理规划的重要性。现在电动轿车电子电器零部件越来越多，整车电气体系（包含各电器部件、互连线缆以及车身架构等）树立的电磁环境也越来越杂乱，怎么依据各电器部件本身EMC特性以及所在的电磁环境等要素，将EMC办法合理表现在整车规划中应是研讨的要点和要害。
