0引言

新能源產業的不斷發展，促使電驅系統得到進一步的發展，結合國家新能源汽車重點科研專項情況看，電驅系統技術是新能源車輛的關鍵技術之一。電驅系統是車輛動力系統的關鍵部件，其技術路線多樣，從功能劃分為發電機、驅動電機、48V輔助電機等；從集成程度劃分為一體化動力總成、分離式系統、輪轂電機系統等；從功率模塊形式劃分為IGBT、MOSFET、單管、橋臂等。無論是哪一種形式的電驅系統，其都將面臨電磁兼容性問題，就電磁騷擾度而言，電機控制器的功率模塊一般為高壓系統，其開關工作產生的騷擾較強，是影響車輛電磁騷擾的主要來源；就電磁抗擾度而言，由于電驅系統故障將直接影響車輛行駛安全性，因此其電磁抗擾度的嚴酷等級往往是車輛要求的最高等級。從技術角度出發，電驅系統的電磁兼容性相比其他車載零部件更為突出，其本身控制電路的晶振、驅動電路的電源芯片、MOSFET、功率模塊的IGBT是影響汽車EMI的典型部件，且由于其直接控制車輛行駛，其EMS特性要求也比較高；根據部件劃分，電驅系統屬于對車輛操控和控制起決定性作用，且失效后可能影響到車輛行駛安全的關鍵部件。

根據中汽中心電磁兼容室測試數據分析，電驅系統導致整車公告不合格的比例高達48%。由于電驅系統電磁兼容暫時沒有公告等強制性檢驗，電驅系統電磁兼容以企業研發測試為主，目前國內針對電驅系統的電磁兼容研究多數停留在整改優化層面，部分企業逐步開始電驅系統電磁兼容正向開發的探索，但整體而言電驅系統電磁兼容性對實驗室的依賴性比較強。

1電驅系統電磁兼容標準現狀

1.1國際標準概況

國際上目前沒有專門針對電驅系統的電磁兼容標準，而針對電磁兼容的CISPR25以及ECER10均提出了相關電驅系統電磁兼容測試的項目，其中：

CISPR25第四版《車輛、船和內燃機無線電騷擾特性用于保護車載接收機的限值和測量方法》中第一次提出高壓系統的相關測試方法，且標準中明確給出電驅臺架測試的布置示例（參考CISPR25：2016圖I.10）；但目前CISPR25中關于電驅系統測試僅給出示例圖，關于測試工況沒有詳細描述，且對測試布置的接地條件、工裝形式等沒有明確規定。CISPR25第五版已經發布，但其關于電驅系統的電磁兼容測試項目仍然沒有大的變化。CISPR25僅是保護車載接收機的騷擾度測試項目，并無抗擾度測試。

ECER10是歐盟提出來的關于車輛電磁兼容性能認證的統一規定，目前最新版為ECER10第七版，ECRR10的測試項目涵蓋騷擾度、抗擾度、瞬態等，針對電驅系統參考ECER10中規定的DC供電零部件測試項目。

另外，電驅系統的電磁兼容性測試還有ISO7637、ISO11452、ISO10605等國際標準。

1.2國內標準概況

相對國際標準，國內標準多數以轉化為主，例如GB/T18655—2018依據CISPR25：2016進行轉化并在頻段上參考我國國情進行調整，除國際標準一致的項目外，關于電驅系統電磁兼容性有兩個標準：GB/T18488和GB/T36282。

GB/T18488《電動汽車用驅動電機系統》，其主要規定的是驅動電機的相關測試限值和方法，涵蓋振動、環境、電磁兼容等多個測試項目，GB/T18488經歷兩次修訂，第三次修訂工作正在進行中，其中，GB/T18488.2—2001規定了電騷擾性應滿足GB14023—2000中輻射騷擾的要求，電磁抗擾度應滿足GB/T17619—1998中輻射抗擾度的要求；GB/T18488.2—2006針對電磁兼容性項目沒有變化，仍然以GB14023和GB/T17619的方法為主；第二次標準修訂版本為GB/T18488.2—2015，由于GB14023和GB/T17619僅規定了電磁兼容性相關的測試限值和方法，標準中沒有明確電驅系統如何測試和布局，GB/T18488.2—2015針對電磁兼容性的要求為：電磁輻射騷擾試驗和電磁輻射抗擾度試驗應按照制造商或者用戶提供的試驗方法進行；GB/T18488已經啟動第三次修訂，目前EMC方法和限值正在討論中。

GB/T36282—2018是專門針對電驅系統電磁兼容限值和方法的標準［2］。其針對騷擾度測試要求工況為：EUT應處于正常工作狀態，轉速為額定轉速的50%，扭矩為額定扭矩的50%，機械輸出負載達到持續功率25%，其中25%功率是反映電驅運轉狀態的車輛典型工況。GB/T36282—2018明確規定了測試工況、測試布置，是滿足電驅系統電磁兼容測試的重要參考標準。

2電驅系統電磁兼容測試技術發展現狀

2.1電磁兼容測試技術概述

電驅系統的電磁兼容測試形式多樣，一般分為加載測試和空載測試，其中加載測試比較常見，通常以穿墻軸式電波暗室為主要測試方式，另外還有移動加載方式，被動加載方式。圖1所示為穿墻軸式電波暗室加載電磁兼容測試布局圖。表1所示為不同形式加載實驗室。

從實際工作原理角度出發，主動加載模式與車輛電驅運轉模式保持一致，均是電驅系統提供扭矩；因此主動加載方式更加適合電驅加載電磁兼容測評，另外主動加載轉速和扭矩可調，且控制精度較高，是目前行業內認可的測試設備，但其缺點是價格較高，投入較大；被動臺架由于其成本較低逐步被一些實驗室使用，其多數用于摸底研發測試。

電驅系統中影響電磁兼容性的關鍵部件為逆變器，其電機及減速器在電磁兼容性方面特征不明顯，因此除去上述使用測功機進行加載之外，部分實驗室使用電感負載模擬電機進行加載測試。另外，電機及減速器雖然不會主動影響電驅系統的電磁兼容性，但因其屬于電驅系統的一部分，采用替代方式會導致測試結果存在一定差異。

除硬件設備之外，各實驗室也逐步去解決電驅系統實際測試問題，例如軸電流問題導致測試結果較差，可以采用軸接地或者絕緣軸的方式改變軸電流的低阻抗流向，從而改變騷擾度測試結果。

電驅系統的電磁兼容性隨著電驅技術的發展發生變化，2018年以前國內乘用車配套電驅系統均以電機、電控、減速器的形式出現，其電控通過AC交流線束連接電機，現在一體化動力總成幾乎成為乘用車電驅系統的必然選擇。一體化動力總成減少了三相線束的使用，同步減少了控制器和電機模具的開孔，因此其電磁兼容特性優于分離式系統。另外，多合一控制器逐步成為趨勢，相較之前電機控制器、DC/DC控制器、車載充電機、壓縮機等系統分別獨立設置，現階段七合一控制器涵蓋除動力電池之外的所有新能源關鍵部件；多合一控制器集成高壓、低壓多個電路板，其串擾更加嚴重，因此其面臨的電磁兼容挑戰更大。

2.2電驅系統電磁兼容測試水平概述

中汽中心于2013年建立echamber電波暗室實現電驅加載EMC測評，其見證了國內電驅系統電磁兼容技術的進步。

實驗室等硬件設施的建設是電驅系統電磁兼容測試技術發展的關鍵指標，近幾年滿足電機加載電磁兼容的實驗室逐漸增多，如圖2所示，截至2022年底國內有31個電驅加載EMC實驗室在用。

測試嚴酷等級逐漸提升，2016年多數企業摸底測試僅能通過GB/T18655規定的等級1，整改優化后可通過等級2；近幾年國內主機廠逐漸提升其電子部件的電磁兼容性，多數樣機測試滿足等級3的要求，部分樣機可實現整體通過等級4或者部分頻段通過等級5。

3電驅系統電磁兼容測評發展趨勢

3.1一體化動力總成電磁兼容測評

一體化動力總成是乘用車電驅發展的趨勢，目前測試一體化動力總成的方式是將差速器單端焊死，此類單端輸出的加載方式存在一個弊端：焊死部分堵轉會引起不同程度的機械結構共振，而此類共振在測試過程中會影響測試結果，因此建立一體化動力總成暗室并應用于加載測試成為行業趨勢。

據研究分析一體化動力總成擁有完整的模具，相對分離式系統其開孔更少，無須使用三相線束，其整個殼體具有更好的屏蔽效能，其在電磁兼容性方面將更具優勢。

相對于單電機系統，動力總成系統經過一級減速輸出，減速器速比介于8~12之間，其輸出的扭矩較大，轉速減小。實驗室采用兩個穿墻軸式測功機對稱同軸布置臺架。為了更好地模擬電驅系統實車工況下的測試，可搭載原車半軸進行加載測試。

且可以在對線束和對樣品兩端實現3m法測試。如圖3所示一體化動力總成加載測試布置。

3.2雙電機系統電磁兼容測評

雙電機是增程式混合動力汽車的典型布置，一般是指在發動機艙內布置兩個電驅系統，一個電驅系統連接發動機用于發電，一個電驅系統連接減速箱用于驅動。

目前電驅加載電磁兼容行業僅可以實現單軸加載測試，雙電機系統測試需要一臺加載，一臺空載，無法滿足同時加載測試的要求。

實現雙電機系統電磁兼容測評要利用穿墻軸臺架和移動臺架的組合測試，利用穿墻臺架模擬測功機對拖發電機系統，利用移動臺架對拖驅動電機，使用電池模擬器提供DC電源或負載。此方法可以同時實現電動和發電工況，模擬雙電機系統的真實工況。如圖4所示為雙電機加載測試布置。

3.3瞬態工況電磁兼容測評

現階段汽車電磁兼容多數以穩態工況為條件，例如整車公告項目GB/T18387和GB34660，其要求的工況40km/h、70km/h均是穩態。

與整車瞬態工況測評有關的是GB/T37130標準，其規定了車輛的行駛狀態，包括勻速狀態、加速狀態、減速狀態。

電驅系統通常以穩態勻速工況進行測試，但有時候瞬態條件下引起的騷擾更加強烈。如圖5所示，圖5（a）車輛勻速40km/h運行，在FM頻段99.6MHz接收值為-84.6dBm；圖5（b）車輛加速運行，在FM頻段99.6MHz接收值為-75.5dBm；車輛在瞬態工況下車載收音機的背景噪聲明顯提升。

現階段電驅加載電磁兼容實驗室大多無法滿足動態加載電磁兼容測試需求，多數實驗室測功機系統和樣品系統需要獨立控制。中汽研汽車檢驗中心（廣州）有限公司、中汽研汽車檢驗中心（天津）有限公司籌建的超高動態電機加載EMC分析平臺項目可實現高達20000rpm、3500Nm的測試工況，可實現瞬態工況測試條件，且測功機支持CAN?analyzer等功能，可以導入樣品DBC文件，實現測功機系統與樣品系統的協同控制。

另外針對騷擾度測試，可使用頻譜模式記錄騷擾數據。

4系統級電磁兼容測評

4.1系統級測試的優勢

從智能汽車技術的發展角度出發，汽車域控制成為關鍵技術手段，圖6是汽車模塊劃分簡圖。在整車EMC開發的過程中，部件、系統、整車是連續的過程，為了降低整車EMC風險，有必要增加系統級電磁兼容測試。

新能源汽車關鍵部件構成的子系統可憑借雙測功機加載臺架實現。如圖7，在電波暗室內，搭建新能源汽車關鍵子系統，主要包括原車線束、動力電池、電驅系統、充電系統以及多合一控制器，尤其是多合一控制器逐步成為現在乘用車發展趨勢，也讓其系統級測試相對簡易化。

在電波暗室內進行系統級測試，可以實現模擬車頭、車身左側兩個位置，可實現3m法測試。另外系統級測試中可以驗證系統接地（偏向GB/T18655部件要求的接地）、系統浮地（偏向GB14023整車測試要求）對測試結果的影響。提供系統級測試預判了新能源關鍵部件裝車前的EMC水平，有助于降低整車EMC風險。

4.2系統級測試挑戰

系統級測試是介于部件級與整車級測試的中間環節，其意義在于建立部件、系統、整車的關聯性，完善汽車電磁兼容標準體系。目前系統級測試面臨較大挑戰，例如：系統級測試的定義不明確；系統級測試尚處于發展階段，測試技術不夠成熟，測試前期準備投入較大，測試中存在的不確定性較大；系統級測試過渡到整車級測試，如何評價系統級測試結果也是一個比較關鍵的問題。另外，系統級測試需要一定的試驗驗證和數據積累，需要配套的硬件設施支持。

5結束語

電驅系統仍然是新能源汽車典型的騷擾源和敏感體，尤其是新技術碳化硅的應用，為其帶來更大的挑戰。針對電驅系統的雙電機、一體化動力總成系統電磁兼容測試同樣依據GB/T18655—2018要求的方法進行測試，但在測試布局上有所調整。未來電驅系統的電磁兼容測試將多元化發展，不局限于部件標準，逐漸地采用系統級方式測評驅動總成系統。現階段系統級測試可以做到定性分析測試結果，未來系統級測試發展成熟，不局限于定性結果分析，可以做到定量指標分析。
責任編輯：彭菁