3.3 电动汽车电磁兼容基础

3.3.1 电动汽车电磁兼容问题

国际上，针对汽车电磁兼容的研究率先在美国开展，1932年美国广播工程师协会论文集上登载了一篇关于汽车接收机干扰的文章，此后美国公布了第一个关于减少发动机点火噪声的标准（SAEJ551）。随后美国、德国、英国、法国、日本等许多国家和国际性组织针对汽车推出了相应的产品骚扰发射（EMI）标准和电磁敏感度（EMS）标准。在汽车企业方面，大众、宝马、福特、丰田等汽车厂商先后建设了电磁兼容研究中心，开始对其汽车及其车载电子零部件进行测试分析。

1992年，我国颁布了GB 14023—1992《车辆、机动船和火花点火发动机驱动装置无线电干扰特性的测试方法及允许值》，但随后对全国各类型汽车开展的摸底普查结果并不理想。近年来，我国汽车行业加强了对电磁兼容性能的要求和控制，国内车企也纷纷加大对电磁兼容性开发的力度和投入，整车EMC合格率有了很大提高，但一次通过率比起合资和进口车型还有一定差距。

进入21世纪后，各类新型电子和机电技术得到广泛应用，由此产生的电磁辐射已成为除排放、噪声之后的第三大污染，车辆运行所面临的电磁环境愈加复杂，电磁干扰现象也愈发突出。EMC性能对汽车的安全性和可靠性越来越重要。这里举一个较极端的例子，如图3-19所示，某车辆在经过一广播发射站周边的道路时，出现车辆故障、难以启动的问题。

与传统燃油汽车相比，电动汽车（插电式混合动力汽车和纯电动汽车）有高低压两套电气系统，低压电气系统与燃油汽车类似，高压系统则是电动汽车特有的核心装置，为电动汽车提供动力来源。混合动力汽车的驱动总成则包含发动机和高压电驱动总成两套动力驱动系统。本章主要针对电动汽车高压系统进行阐述，对传统燃油汽车中发动机点火系统和其他重点低压电器系统将不再赘述。关于传统燃油汽车电磁兼容方面的设计已有不少的专著加以论述，建议读者可以选择性地去阅读和学习。

近年来，我国的电动汽车产业蓬勃发展，市场渗透率节节攀升。我国的电动汽车产业展示出领先国际市场的强大生命力和潜力。随着消费市场的不断拓展和竞争加剧，对电动汽车驱动、充电效率和续驶里程提出了更高要求。动力系统高电压、大电流成为必然趋势，这种高电压、大电流、大功率系统会严重恶化汽车狭小空间内的电磁环境。其中，高压功率器件的高d v /d t 、d i /d t 开关特性将产生高幅值、宽频带的电磁骚扰。面对电动汽车电磁兼容高要求的挑战，系统和深入地分析高压动力系统的电磁骚扰特性和产生机理，是开展电动汽车电磁兼容设计的基础和重要前提。围绕电磁兼容问题三要素，通过研究骚扰产生的机理、干扰源发射特性和干扰源抑制技术，研究骚扰的耦合方式、传播途径和切断传播途径措施，研究敏感设备对干扰的响应、抗扰敏感度和增强抗干扰能力设计等，形成一套完整的电动汽车电磁兼容设计体系。

3.3.2 电动汽车电磁兼容分析

电动汽车高压系统主要由驱动电机、驱动电机控制器、DC/DC变换器、车载充电器（On-Board Charger，OBC）、动力蓄电池总成等部件组成。某款车型的高压系统组成如图3-20所示。

1. 电驱动总成EMC分析

电驱动总成是电动汽车的动力核心。在不同行驶状态下，电动汽车电驱动总成可运行在不同的工作模式，这一点与传统燃油汽车发动机单一的驱动功能有较大区别。如图3-21所示，当电动汽车启动、上坡和正常行驶时，动力蓄电池系统给电驱动总成供电，驱动电机带动车轮转动向前行驶；在此过程中，动力蓄电池总成提供汽车行驶的能量，电机控制器工作在逆变模式，即将动力蓄电池提供的直流电转变成交流电驱动电机。当汽车减速或下坡时，多余的能量由电驱动系统回馈给动力蓄电池，实现能量回收；在此过程中，电机控制器工作在整流模式，给动力蓄电池充电。电驱动总成在上坡、下坡、平路的工作状态不同，主要取决于整车载荷和转矩需求。由此可见，电驱动总成的工作状态极其复杂，由此带来的系统EMI问题以及整车EMI问题也相当复杂。

（1）干扰源分析

电驱动总成主要由DC/AC变换器、驱动电路、驱动电机控制器及电机组成，如图3-22所示。电机控制器采用空间矢量脉宽调制（Space Vector PWM，SVPWM）对输入的直流电进行调制，在电机的电感作用下，在电机定子绕组内形成接近正弦波的三相交流。逆变桥共有6个IGBT模块，每个桥臂分配两个，开关状态相反，当上桥臂为开通时，下桥臂必关断。6个IGBT的开通关断驱动电压信号通过电机控制器进行控制。

电驱动总成EMI的产生与不同组合下的IGBT开关状态密切相关。以图3-23单相桥臂分析为例，当上桥臂开通时A点电位为 U _d /2，关断时A点电位变为 -U _d /2，在周期性开关过程中形成周期性的方波电压。A点为三相电机U相的输入点，该点的周期性波动造成电机输入点电压的周期性变化，从而产生以开断周期为基频的干扰。

开关器件产生干扰的另一个主要原因是当IGBT开断时，IGBT集电极和发射机两端的电压（ V _ce ）波动。如图3-24所示，产生EMI的波形包含了三个主要成分：一是IGBT周期性造成的电压波动，其波动周期与开断频率吻合；二是电压的上升沿和下降沿部分（d V /d t ），这是由IGBT模块自身的特性决定的，电压上升和下降时间一般为纳秒级；三是开关过程中产生的高频振荡，一般也为纳秒级。

图3-25中左侧所示梯形波的幅值为 V _e ，周期为 T ，1个周期的开通时间为 t _on ，上升时间为 t _r ，占空比 d = t _on / T ，频率 f =1/ T ，将梯形波进行傅里叶变换可以得到其幅频特性。梯形波经过FFT变化得到理论频谱包络，如图3-25中右侧所示。

逆变器桥臂电压产生的干扰源另一部分是开关过程中产生的高频振荡，在幅频特性分析中可以看到20MHz～30MHz的凸出的频谱包络，幅频特性如图3-26所示，开关器件开关振荡波形是高频噪声主要来源。

（2）干扰路径分析

上节对电驱动总成主要干扰源进行了分析。电驱动总成产生的EMI骚扰，在动力系统中主要通过共模和差模两种路径形式传播。

1）共模骚扰。驱动电机系统的共模骚扰主要由功率器件开关过程中的瞬时电压跳变和系统内部的寄生电容相互作用形成。系统中的寄生电容主要由高压电池组和线缆对地、IGBT对散热器、电机绕组对机壳等寄生电容组成。在开关管动作瞬间，电压跳变作用于系统中的寄生电容，进而产生很大的充放电电流，形成共模电流，其流经路径如图3-27所示。图中 C _battery 表示动力蓄电池组对公共地的杂散电容； C _cable 表示线缆对公共地的寄生电容； C _converter 表示IGBT对散热器的寄生电容； C _motor 表示绕组对电机外壳的寄生电容。

图中共模传导干扰电流流通的路径，其主要的几条传播路径有：

①IGBT→ C _converter →公共地→ C _battery →直流侧线缆→IGBT，如蓝色虚线所示。

②IGBT→交流侧线缆→ C _cable →公共地→ C _battery →直流侧电缆→IGBT，如红色虚线所示。

③IGBT→交流侧线缆→电机绕组→ C _motor →公共地→ C _battery →直流侧线缆→IGBT，如绿色虚线所示。

路径上流经的共模电流均会通过线缆的天线效应形成辐射骚扰。

2）差模干扰。驱动电机系统的差模干扰是由开关器件在开通和关断过程中产生的d i /d t 与系统中的杂散电感相互作用形成的。系统中的杂散电感主要包含IGBT引脚寄生电感、交流侧线缆和电机绕组电感。电机驱动系统差模EMI路径如图3-28红色虚线所示。若K1、K6、K2开通，则干扰从A相流经交流侧线缆、电机、直流侧线缆后进入高压电池组形成回路，回路上流通的差模电流经线缆对外辐射形成辐射干扰。

2. 车载充电器EMC分析

电动汽车车载充电器（OBC）是安装在电动汽车上，将交流电转换为满足要求的直流电，为电动汽车动力蓄电池进行充电的一种装置。

以常见的单相3.3kW车载充电器为例进行噪声源分析。OBC前端的交流电源经PFC电路整流为脉动直流，后经LLC/CLLC电路变换为满足需求的高压直流电源。功率开关管作为电路主回路中关键元器件，同时也是噪声的源头。当设备工作时功率开关管处于频繁的开断状态，形成方波。同时，在方波波形上还有明显的电压过冲以及振荡波形，这种矩形波经过傅里叶分解后有丰富的频率成分，尤其在高频部分。频繁的开断产生的噪声在主回路中双向传导，形成回路中的共模干扰，如图3-29所示。

功率开关管及其散热片与箱体之间存在着分布电容，功率模块产生的噪声容易通过分布电容与模块自身的对地电容，在系统中形成共模干扰路径，如图3-30所示。

高频变压器作为LLC电路中主要磁性元器件，在功率开关管频繁开断过程中，变压器漏感所产生的反电动势 叠加在开断波形上，其电压与电流变化率成正比，与变压器漏感成正比，易形成尖峰电压，且功率开关管导通速度越快，形成的尖峰电压越高，严重时甚至会造成回路中功率开关管的损坏。高频变压器层间的分布电容，使开关电源中的高频成分极易在变压器一次侧、二次侧之间传递形成传导干扰。而变压器与箱体之间的分布电容则是另外一条共模干扰的主要路径，高频变压器对于系统的共模噪声有着重要的影响，其路径如图3-31所示。

磁性元器件被大量运用在车载充电器电路中，如图3-32所示。其在回路中的主要作用为滤波和储能，回路中的共模噪声均位于磁性元器件端口，且回路中的差模骚扰也与磁性元器件密切相关，磁性元器件的选型与布置是影响车载充电器EMC性能的关键因素。

回路上的电容、电感及铜排导线，其阻抗特性随频率的增加变化明显。电感在频率较低时呈感性特征，但随着频率的提高会逐渐呈现出感性与容性共存的特征，出现明显的谐振点，随着频率的进一步提高又呈现出容性的特征，见图3-33所示。

3. DC/DC变换器EMC分析

DC/DC变换器利用电容、电感的储能特性，通过高频开断可控开关（MOSFET等）为负载提供能量，实现电源和负载间功率平衡。此处DC/DC变换器特指DC/DC降压变换器，将动力蓄电池提供的数百伏高压转换成12V低压给低压电器供电，其基本原理图如图3-34所示。

实际的Buck（升压）电路如图3-35所示。连接线路和元件通常存在寄生参数，如连接母排寄生电感 L _S 、开关管T引线电感 L _T 、输出结电容 C _s1 、续流二极管引线电感 L _D 、输出结电容 C _s2 等。某些寄生参数还具有非线性特性，如电容 C _s1 和 C _s2 ，它们会随着结电压的变化而变化，并且这种变化是非线性的。这些寄生参数会部分地改变电源和负载的特性，如线路寄生参数 L _S 、 L _T 、 L _D 会使得电源由电压源性变成电流源性。在开关管T关断过程中，其两端会出现电压尖峰；二极管的寄生电容 C _s2 使负载由电流源性变为电压源性，在开关管T开通过程中，其中会出现电流尖峰。因此在实际应用中通常都会在 L _S 之后加入电容器，来加强电源的电压源性质，减轻开关管T关断时的电压尖峰。此外，寄生元件容易形成高频谐振回路，换流单元的换流过程向这个谐振回路引入瞬态宽频带能量。如果回路谐振频率落在这个频带中，便会发生高频谐振，放大其干扰效果。由于 C _s1 和 C _s2 等寄生参数的非线性特性，谐振频率是随时间变化的。

从以上分析可知，DC/DC变换器中换流单元的周期性换流动作是干扰产生的根本原因，而电路的寄生元件既起到增强高频干扰的作用，也改变了电源及负载端的天线效应。

4. 动力蓄电池系统（简称电池包）

动力蓄电池系统主要包含电芯、模组、热管理系统、BMS、结构件及高低压线束五大部分。其中BMS主要包含电池信息采集模块（BIC）、高压监控模块（HVSU）和电池管理模块（BMC）。其中BIC负责电池单体/模组电压、温度的采集及电池的均衡；HVSU负责继电器烧结监测、电池包总电压监测、电流监测及漏电检测；BMC负责收集BIC和HVSU采集/监测到的信息进行综合计算和判断、异常报警与其他车载模块通信等。

动力蓄电池系统作为车辆能量来源，为电驱动总成和电源总成供电，电驱动总成和电源总成工作时，由于功率半导体的快速开断产生非常强的高频骚扰，这些高频的骚扰同样也会通过功率回路灌入电池包内，各系统产生的差模干扰流经动力蓄电池包的每一节电芯，图3-36为电池包内传导干扰路径图。为了减少电池包内线束，电池包内部采集器一般采用电芯模组直接供电，14～18节电芯串联为一个采样芯片供电，这就造成功率回路中的差模干扰会经过采样芯片正、负极供电端口对采集器造成干扰，这也是整车回路中差模干扰源在电池包内的主要传导路径。

动力蓄电池系统一般集成BMS系统，也会兼顾配电及预充电功能，导致包内配电铜排的走线较为复杂。电池包内部配电铜排及低压线束走线如图3-37所示。为了提高电池包整体能量密度，其内部的布置异常紧凑，这就导致低压线束往往都无法满足与主功率回路的安全间距要求，需要针对该问题进行仿真分析，铜排模型如图3-38所示。

为了解决用户的补电焦虑，大功率的直流充电逐渐成为发展趋势。在大倍率的充电电流情况下，电池包母排上会长时间地流过非常大的直流或低频交流电流，这些电流往往具有较大的电流纹波，都将在电池包内产生非常强的低频磁场骚扰。图3-39为某电池包内低频磁场辐射情况仿真结果。电池包内复杂的配电铜排是电池包内辐射的主要源头。

采样电流作为BMS中SOC及功率计算的主要参数，电流采样的精度及准确性显得异常重要，电流采样一般采用霍尔电流传感器或分流器。霍尔电流传感器的选型又可分为开环霍尔电流传感器及闭环霍尔电流传感器，其中闭环霍尔电流传感器较为常见。图3-40为其工作原理图。其中 V _F- 与 V _F+ 为参考电压， V _- 和 V ₊ 为霍尔器件产生的信号电压， R ₁ 和 R ₂ 两端的电压差作为差分信号输入运算放大器，运算放大器对该信号放大后输出 V _x ，并在线圈中产生电流；该电流产生的磁场与被测电流产生的磁场相反，当两者相等时霍尔传感器的磁通为零，此时对 R _m 测得的电压降 V ₀ 进行检测，可以得到被测电流的大小。

一般情况下电流采样回路集成在BMS控制板上，与霍尔元件通过长导线连接，由于传感器输出的补偿电流较小，轻微的耦合量也会造成较大的电流采样偏差，电池包内的低频磁场耦合可能导致采样偏差。

电池包内采样信号及采集芯片可能会受到频段极宽、骚扰极强的电磁干扰以及各类电磁脉冲干扰，而BMS一般要求非常高的采样和监控精度，因此抗干扰性能是动力蓄电池系统EMC重点考虑的部分。

另外，动力蓄电池包中每块电池对车身都存在一个寄生电容 C _s ，电池串联等效模型如图3-41所示，不同电池连接方式的等效模型不同。当电池组中电流变化时，各电芯负极电位变化也较大，电池组与底盘之间的分布电容在充放电过程中会形成共模电流，从而产生传导或者辐射干扰。

3.3.3 电动汽车电磁兼容设计基础

1. 整车EMC设计基础

汽车的电磁兼容要求众多的车载电子电气部件共存于一个极其有限的物理空间内，且保证其间功能互不影响，这就要求其中的各电子电气系统具备良好的EMI和EMS水平。在整车的开发过程中，需全面考虑各系统与所处特定电磁环境之间的相互干扰。设计者应在汽车电子系统的开发与设计过程中，采取严格的防护措施以减小系统自身的EMI辐射，并尽量提高其抗干扰能力，尤其是那些敏感的电子部件。统计表明，将近80%的EMC问题可在设计开发过程中解决。否则，一旦车型产品定型完成以后，工程师们将花数倍的力气去解决车内系统的干扰问题。因此，进行整车的电磁兼容设计重要性不言而喻。

汽车工程师们首先需明确车辆以及电子电气零部件的电磁兼容标准。整车的标准即整车电磁兼容性能的要求，是进行车辆设计的基础和目标。根据相关国际、国家或企业标准要求，将整体指标分解到各功能模块上，细化成系统级的、设备级的、电路级的和元件级的对应指标。然后按照零部件需要实现的功能和相关的电磁兼容指标来进行部件级的电磁兼容设计。在车型开发实践中，熟悉相关电磁兼容标准的汽车工程师，往往还要根据车型定位、市场需求、竞品水平分析，并结合行业发展趋势，制定整车电磁兼容性能目标。

另外，在整车层面，需有一套清晰的电磁兼容性能开发体系，明确整车整体的设计方案，包括整体性能目标、整车系统架构和设计、重点系统/部件性能要求、重点系统架构和布置、重点系统开发和验证、整车验证和提升和整车目标达成验收等开发环节。在实际车型的开发过程中，结合车型项目的开发进度，一环扣一环按阶段实施，各环节开发步骤有设计、有评审、有确认、有验收。

在整车电磁兼容设计阶段，应注重识别整车潜在的干扰源、敏感设备和可能的干扰路径。针对目标开发车型的具体电子电气系统架构、参数和功能，围绕电磁兼容问题三要素，通过整车-系统-部件三层级分解分析，从系统间-系统内-部件多个维度，识别整车潜在的电磁干扰风险并给出相应的对策。结合干扰源骚扰产生的机理、发射特性和抑制技术，形成潜在重点干扰源的骚扰抑制对策；分析电磁骚扰的耦合方式和可能的传播途径，形成对潜在干扰路径的规避对策；识别车内重点敏感部件，评估其对干扰的响应、抗扰敏感度，形成敏感部件的抗干扰设计对策。设计人员应按照以上设计内容，开展系统的整车性能风险评估，形成具体可行的应对对策，并在开发过程中实施必要的方案校核和验收，确保重大电磁兼容风险能在车型产品定型前得到妥善的解决。

2. 整车EMC设计方法

汽车方案设计阶段需要进行电磁兼容设计，主要内容包括电气设计和线束设计。电气设计过程中，主要针对电源系统、配电网络、接地回路、和电气设备特性进行分析设计以及EMC风险评估；线束设计过程中，主要考虑线型选型、线束布置、线束并行分析等。

（1）基本设计准则

以下以配电、接地、线束设计为例扼要介绍电动汽车整车设计的基本准则。

1）配电设计。整车各电子电气部件布置位置、方向、配电等，要遵循走线顺畅、走线的距离最短、走线形成的环路面积最小的原则，降低线缆作为等效天线向外辐射电磁波的效率，同时降低耦合外界骚扰信号的效率以免影响系统本身正常功能，尤其是大功率器件电源线回路尽量短，敏感件与强骚扰件在布置时需保证系统隔离度，避免强弱信号耦合影响敏感器件正常工作等，如图3-42所示。对于电器架构/电源系统，其配电靠近大电流功率设备，需要控制电源走线长度。

2）接地设计。在进行车载电器件的接地设计时，应尽量保证回流面积最小，电源线与地线并行走线。如图3-43所示，某电器的电源正负走线回路面积大，对比优化后走线设计，电源走线回路减小，如图3-44所示。

整车接地设计的基本原则是保证车载部件与车身地之间良好的电连接，以便在所需频率范围内呈现足够低的阻抗，实现部件间的等电位连接。等电位连接对系统的电磁兼容性和安全性，甚至产品的功能实现均有十分重要的影响。在设计初期，设计人员就应该重视接地设计，保证各零部件之间的等电位连接。

为保证良好的导电性，一般要求零部件金属壳体表面是导电的或者经过导电处理的，如果金属表面必须要涂漆处理，则要设计保护措施，以保证零部件壳体与车身连接面的导电性。推荐车载电器件使用专门的搭铁接地设计，保证其金属外壳和车身等电势，保证电器件上的干扰信号具有低阻抗的泄放路径，降低对外电磁辐射发射，以保证干扰噪声环路可控。另外，接地设计需注意共地阻抗耦合，根据车载部件电气EMC性能矩阵类别：大功率电器单独接地、音视频系统单独接地；强干扰器件和敏感器件避免共同接地；同一器件或者系统的功率与信号分开接地；具有相同属性或者功能的系统并联接地。大功率电机风扇、EPS电机、刮水器电机等单独接地，车身控制器功率器单独接地，敏感ECU如SRS单独接地。图3-45为某车型车载电器件接地示意图。

3）线束设计。线束是整车电子电气系统对外EMI发射和耦合外界电磁干扰的重要途径。同时，线束设计还影响到由串扰、瞬态耦合、地环路、共线干扰等导致的整车兼容性问题。另外，特殊线缆的实现方案，如屏蔽线、通信总线等，设计中也必须考虑EMC的合理性。线束设计EMC评估的工作主要包括：分析线束原理图、线束数模；评估部件之间的线束共线和串扰耦合、共模辐射发射、接地工艺等对EMC性能的影响。

依据线束设计原则对不同电器系统线束选型，如强干扰器件线束采用双绞、屏蔽设计降低其对外干扰发射，敏感器件信号采用双绞、屏蔽线、同轴线缆等设计增强抗干扰性能，线束设计建议见表3-1和表3-2。

建议将高压系统线束布置于乘员舱外，利用车身屏蔽效果降低对乘员舱的骚扰，原则上高压线与低压器件的距离应大于100mm，高低压线束分开布线，建议避免长距离平行走线；低压线与高压线交叉时，尽量使两者成90°夹角。当高压线与低压线平行走线较近时，注意利用屏蔽、接地、双绞线等措施降低耦合。

（2）设计实施

在实际开发中，具体车型在车载功能、市场定位、系统架构与布局以及选用的零部件电磁特性、集成度等方面均存在差异，因此无法刻板地采用统一的设计规范。在具体车型的EMC设计工作开始时，设计者应根据车型相关信息结合整车EMC设计原则，在此基础上，针对具体系统方案辅助台架验证手段和仿真手段进行风险评估、措施管理和方案验证，形成一套统筹可行的正向开发设计方案。例如，当某车型布置方案因其他布置需求而不满足基本的电磁兼容设计原则时，可进一步结合仿真手段方案进行分析。

1）高低压布置评估。举例：如图3-46所示，高压线与EPS控制器的布置距离不满足整车EMC设计原则，通过建立高压线辐射仿真模型，计算直流母线在EPS控制器区域的磁场强度（图3-46和图3-47），通过仿真，结合EPS抗扰水平评估布置方案的风险，确定方案可行性。

2）线束并行布置评估。举例：如图3-48所示，A2B音频信号线与电机电源线并行布线，并行长度不满足整车EMC设计原则。通过仿真，分析不同类型A2B信号线耦合的骚扰电流，仿真结果如图3-49所示。设计者应根据骚扰电流计算结果，合理选择A2B音频专用线束类型。

3.3.4 电动汽车电磁兼容标准

汽车电磁兼容标准分为国际标准、地区标准、国家标准和企业标准。国际标准上制定电磁兼容标准的组织有国际标准化组织（International Organization for Standardization，ISO）、国际电工委员会（International Electrotechnical Commission，IEC）、国际电工委员会无线电干扰特别委员会（International Special Committee on Radio Interference，CISPR）等。有代表性的地区标准主要是欧洲ECE法规和EEC指令。我国的汽车电磁兼容标准化组织为“汽车电子与电磁兼容分技术委员会（SAC/TC114/SC29）”，其任务是组织行业进行汽车EMC标准的研究与制定。汽车电磁兼容标准体系涉及的标准众多，下面仅简要介绍部分重要标准，但也涵盖了目前汽车行业最基本、最广泛实施的电磁兼容测试要求。

1. 国家标准

汽车整车EMC性能需综合考量外界电磁环境与汽车间、汽车内各车载电器间、车载电器与使用者间、车载电器与可外接到车上的设备间的兼容共存。我国国家整车标准的制定目的在于引导我国汽车制造商设计出符合标准要求的汽车，提升我国汽车产业技术水平，并通过部分强制标准的实施确保上市车型的产品质量。截至目前，SAC/TC114/SC29已制定了一系列整车EMC标准，部分国家标准见表3-3，其中GB 34660—2017是目前我国电动汽车整车强制性法规，其他标准则是国家推荐性标准。由此可见，目前我国汽车电磁兼容标准的强制实施集中在约束外界电磁环境与汽车之间的兼容关系，其他兼容关系的保障主体在汽车制造企业。

（1）GB/T 18387—2017《电动车辆的电磁场发射强度的限值和测量方法》

针对电动汽车电驱动总成可能带来较低频段的电磁兼容问题，我国制定了GB/T 18387—2017。该标准规定了电动车辆的电场、磁场辐射发射强度的限值和试验方法，试验频率范围为150kHz～30MHz，适用于纯电动汽车、混合动力电动汽车、燃料电池电动汽车等类型的电动车辆。

标准要求电动车辆以40km/h的车速运行，使用标准测试天线测量其车前、后、左、右四个方向3m远位置的电场发射强度和磁场发射强度（标准天线相对于车辆的布置见图3-50），并分别针对该工况下最大辐射发射位置进行16km/h和70km/h车速下的电场、磁场测量，所有测试结果均需满足标准要求的发射限值。电场强度发射限值如图3-51所示，磁场强度发射限值如图3-52所示。

（2）GB 34660—2017《道路车辆 电磁兼容性要求和试验方法》

1）车辆电磁辐射发射。为保护居住环境中工作在30MHz～1000MHz频率范围内的广播接收机，国家制定了强制性标准GB 34660—2017。标准规定了车辆及其电气/电子部件的电磁发射限值、抗扰性能和试验方法，其中的电磁发射限值用于限制车辆30MHz～1GHz频率范围内的电磁发射强度。

整车辐射发射分为宽带辐射发射和窄带辐射发射，对于窄带测试，要求电动汽车整车上电且所有可连续运行的含有大于9kHz内置振荡器或重复信号的设备，都处于正常的运行状态；对于宽带测试，要求电动汽车处于40km/h（1±20%）速度运行状态下并打开长时工作的、能产生宽带发射的所有设备。使用标准测试天线测量距离车辆左侧和右侧10m处的电场强度（如图3-53车外辐射骚扰试验布置示意图），所有测试结果均必须低于标准要求的限值。窄带准峰值限值如图3-54所示，宽带准峰值限值如图3-55所示。

2）车辆电磁抗扰度。为了保护车辆在驾驶过程中不受窄带电磁辐射能量的影响，避免出现驾驶安全相关的问题，国家制定了强制性标准GB 34660—2017。标准要求在频率范围20MHz～2GHz、电场强度30V/m的窄带电磁环境中，分别测试车辆（50±5）km/h运行和制动两种工况下，车辆驾驶安全相关功能不应发生功能状态偏离或降级。测试过程中，采用摄像机、传声器、数据采集器等设备对车上功能（包括灯光、刮水器、门窗、仪表板、倒车系统、空调系统等）、音频、视频、通信数据（包含汽车总线数据、转毂转速等）进行监控和记录，同时也通过声音来判断电器系统是否产生误动作（如喇叭、防盗报警等）。

（3）GB/T 18655—2018《车辆、船和内燃机 无线电骚扰特性 用于保护车载接收机的限值和测量方法》

为了保护车载接收机（如收音机、导航、网络等）不受来自其他车载电器系统的干扰，国家制定了标准GB/T 18655—2018。由于通过车载接收机实现的车辆功能均与用户体验直接相关，因此针对汽车进行保护车载接收机的无线电骚扰测试尤为重要。

标准规定在150kHz～2500MHz频段范围内，对车载电器设备（如：空调压缩机，驱动电机等）沿传导路径及空间辐射路径发射的无线电骚扰进行测量，整车动力系统及所有车载电器都应尽可能处在典型的工作状态，以天线插接器接地为基准，在接收机天线末端进行骚扰电压的测量。车辆辐射发射试验布置示意图如图3-56所示。在天线末端测得的骚扰电压不应超过GB/T 18655—2018中整车骚扰限值的要求。

（4）GB/T 40428—2021《电动汽车传导充电电磁兼容性要求和试验方法》

为确保电动汽车传导充电的功能与安全，国家制定了标准GB/T 40428—2021。该标准是我国首个汽车充电电磁兼容标准，包括电磁辐射发射，沿AC电源线射频传导发射，沿AC电源线的谐波发射，沿AC电源线的电压变化、电压波动和闪烁发射，电磁辐射抗干扰，沿AC电源线的电快速脉冲群，沿AC电源线的浪涌等诸多电动汽车充电时需要考察的测试项目。本章仅对沿AC电源线的射频传导骚扰进行描述，其他在此不再赘述。

该项目是测量车辆在充电过程中产生的通过充电电源线耦合到电网的频率为150kHz～30MHz的骚扰，以保证充电车辆与住宅、商业和轻工业环境兼容。测试要求车辆处于交流充电状态，整车动力蓄电池的电量介于最大电量的20%～80%之间，充电电流≥80%额定电流。试验布置如图3-57所示，测试结果应满足标准要求的发射限值。

2. 企业标准

我国国家强制性标准法规规定了进入我国汽车市场的最低门槛要求，汽车制造企业往往在满足国家强制性法规要求的基础上，兼顾国家其他推荐性标准和国际通用标准，并结合车辆安全可靠性地考量制定具有企业特色的整车EMC标准体系。

目前，国内外强制性法规标准对于整车抗扰安全均以30V/m窄带电磁辐射强度作为要求。面对日益复杂的电磁环境，以及智能化辅助驾驶潜在的行驶抗扰安全考量，混响室测试方法和更高强度的抗扰要求逐渐被越来越多的汽车制造企业采用。例如，比亚迪汽车对其所开发的电动汽车的EMC抗扰要求最高达到140V/m（图3-58）。

图3-59所示为比亚迪某车型在内部整车EMC实验室 内进行辐射抗扰试验场景。

3. 出口认证体系及EMC法规

（1）出口认证体系

2016—2020年，我国汽车整车年出口量达百万量级。其中，乘用车出口量连续5年增长，占我国汽车出口量的70%以上。目前，我国汽车出口国家达200个左右，主要集中在欧洲、拉美、西亚、东南亚等发展中国家和地区。不同国家和地区的认证体系不同，其中，欧盟的型式认证和美国的自我认证引领全球汽车认证体系发展，目前大多国家和地区采用型式认证的市场准入管理制度。

1）欧盟EMC认证体系。欧盟的车辆产品认证体系由三部分组成：欧盟认证（EC认证），即e-mark，按照EC指令要求进行认证；欧洲经济委员会认证（ECE认证），即E-mark，按照ECE法规进行认证；各国国家认证。

2）美国EMC认证体系。美国自我认证主要为安全认证（国家FMVSS法规）和环保认证（国家CFR法规），这两项法规不包含整车EMC内容；美国整车EMC要求主要基于美国工程师协会制定的SAE标准，可按其要求进行申报备案。

3）俄罗斯国家认证体系。基本上沿用GOST认证，自签署了《1958年协定书》，俄罗斯技术法规大量引用ECE法规，认可E-mark证书。

4）日本EMC认证体系。日本汽车认证体系结合了欧洲的型式认证和美国的召回制度，并在其基础上加入自身独特的管理监督：型式认证制度包括型式指定（批量生产）和型式通告（小批量，且要求多变的车辆）；日本自签署《1958年协定书》以来，逐步采用ECE法规，认可E-mark认证。

（2）EMC法规

目前，国际上大多数国家的EMC标准均引用或等同ECE R10，具体国家采用的版本有区别，见表3-4。欧洲国家EMC认证法规主要依据ECE R10.06（2022年9月22日强制实施）。随着车辆智能化的发展，当前ECE R10.07草案加入了对ADAS系统的测试要求。