1.1 电磁兼容室简介
电磁兼容试验室成立于 1994 年,是中国最早的汽车电磁兼容试验室。经过 20 多年的发展,试验室具备整车、零部件及新能源车辆电磁兼容测试能力,可 提供汽车 EMC 正向开发及整改服务,协助制定企业标准等。试验室配置了国际 一流的试验设施,具备了坚实的学术研究基础和丰富的工程实践经验,已经成 为国际高水准的综合性汽车电磁兼容试验室。
1.1.1 汽车整车电磁兼容测试平台
10m 法半电波暗室主要用于整车级电磁兼容相关测试。试验室四周墙壁上 装有尖劈,内部附有吸波材料,可以用来吸收电磁波,能够保证在车辆的电磁 骚扰照射到除地面外的几个墙壁后会被吸收消耗,而不是会反复叠加反射,从 而模拟出一个汽车行驶在空旷场地上的纯净电磁环境。暗室内配备的转毂可以 360°旋转,最大承重 20t,最长可满足 13.7m 商用车级别的试验需求。
电磁兼容试验主要分两大类别。第一大类是骚扰类试验,进行这类试验 时,样车会在转毂上设置一定的工作状态,同时用天线在相应位置接收车辆发 射出的电磁波,测量量化出电磁波的强度数值,从而可以判断样车是否符合相 应电磁兼容法律法规的要求。该暗室可以实现双测试通路同时测试功能,从而 极大地提升了测试效率。
另一大类是抗扰类试验,此类试验使用设备发射出电磁波,通过天线发射 等方式将电磁波干扰施加到车辆上,同时监控样车的状态,考察样车在电磁波 的干扰下会不会出现类似于仪表异常报警、方向盘异动、动力失效等异常现 象,从而判定样车的抗电磁干扰能力大小。该暗室配备了抗扰自动监控系统, 该系统可以实时采集样车状态图像信息,实时分析,自动记录下样车的异常情 况,从而改变了传统认为主观观察的方式,实现了客观评判。
该试验室利用率高、能力完善,目前除国内整车厂紧密合作外,还是戴姆 勒、大众、宝马等主机厂的指定认可试验室。目前除了承接认证测试及企业研发测试服务以外,还更多的为科研工作做服务,目前我们取得了三大新技术板 块的相应成绩。
其一,复杂电磁环境技术,该技术采集实际道路环境中日趋复杂、严酷的 道路电磁环境,在试验室中通过专业设备回放道路电磁环境,从而对车辆的电 磁兼容性能提出了新的挑战。目前我们已经采集了 8 个城市三十余地点的电磁 环境信号并成功进行回放,并牵头建立了复杂电磁环境工作小组,推动着相关 标准的建立。
其二,智能网联汽车电磁兼容测试技术,该技术通过基站模拟器、雷达信 号模拟器、行驶假人等设备,搭建模拟了智能网联汽车的运行环境,从而可以 测试智能网联汽车的 ADAS 功能及网联功能的电磁耐受性。在此技术基础上,我们还结合了复杂电磁环境技术,从而实现了国内首次公开的智能网联车辆在复 杂道路电磁环境下的抗电磁干扰试验。
其三,人体电磁防护测试技术。在电动汽车日益常见的今天,车内电磁辐 射已经成为了人们的一大关注重点。该项技术可以测量车内电磁场强度,从而 结合相应标准限值可以直观评判出电动汽车的电磁安全程度。我们还针对此项 技术开发出一套可大幅提升测试效率的测试系统。目前由我试验室主导的此项 目相应国家标准已获批并发布。
1.1.2 新能源关键部件测试平台
E-chamber 试验室是始建于 2013 年的 3m 法半电波暗室,但是与普通 3m 法 半电波暗室相比大有不同,该试验室配备了测功机系统,从而可以实现电机的 加载工况电磁兼容测试,由于电机在空载及加载情况下的电磁兼容性能截然不 同,所以此技术的实现意义非凡,E-chamber 是亚洲范围内首次实现该功能的 试验室。此外,E-chamber 还配备了 250kW 的电池模拟系统 VES,可以实现 1000V/500A 高压直流供电。E-camber 以完善的设备能力和人员能力,成为了大 众集团全球首家汽车高压部件认可试验室,并先后获得了戴姆勒、宝马等多家 厂商的试验室认可资质,是目前国内先进的新能源关键部件电磁兼容试验室。
在开展检测业务的同时,E-chamber 试验室同时大力发展电磁兼容测试新技术,在线束屏蔽效能测试中取得了突破,该技术致力于测试电动汽车内部使 用的高压连接线束对电磁波的抑制屏蔽能力,从而可以从部件级别减少造成整 车电磁兼容问题的风险性。 此外,E-chamber 积极推进国内新能源关键部件国家标准的发展,牵头或 参与了多项标准的制订和修改工作,其中专门面向电动汽车驱动电机系统测试 的标准 GB/T 36282 已获批发布,并于 2019 年 1 月 1 日开始实施。
1.1.3 新能源汽车高压零部件测试平台
E-drive 试验室是始建于 2017 年的 3m 法半电波暗室,目前该试验室专用 于新能源汽车高压零部件的电磁兼容测试。该试验室与普通 3m 法半电波暗室不 同之处在于配备了可移动式电机加载台架 bluebox,从而也可以在试验室内实 现电机的加载工况电磁兼容测试。基于这一功能,E-drive 实现了“电动汽车 驱动总成”级别的新测试技术。该技术搭建了电动汽车的电机、电机控制器、 电池包等驱动系统必要部件的模拟环境,使其单独运行并进行电磁兼容测试, 从而可以直观地判断出驱动总成系统的电磁兼容性能,对于主机厂来说有着显 著的意义。
E-drive 也专门致力于电池包的电磁兼容测试,专门设计了可承重 1t 的台 架,可以满足乘用车级别的电池包试验,另配备了可编程性双向型电源,最高 电压可达 1500V,可实现电池包的充放电无缝切换。此外,我们还配备了充电 部分相关电磁兼容测试仪器,该部分测试主要针对车载充电机、DC/DC 等充电 功能相关关键零部件,设备既可以模拟雷击等自然情况对电网造成的冲击,也 可以测量受试样品接入电网中对电网造成的影响,从而考量充电相关样品的电 磁兼容性能。
此外,在开展检测业务的同时,E-drive 同时兼顾新技术的研究。E-drive 试验室中,曾成功实现了整车级别的 OTA 功能测试,测试了车辆的天线性能方 向图。E-drive 依托于专业的设备及合格的人员素质,一直致力于为客户提供 优质的检测业务服务。
本文介绍了中国最早的汽车电磁兼容试验室——中汽研电磁兼容室,具备整车、零部件及新能源车辆的测试能力。实验室拥有10m法半电波暗室,用于整车电磁兼容测试,包括骚扰类和抗扰类试验,同时具备复杂电磁环境、智能网联汽车和人体电磁防护测试新技术。此外,还详细阐述了新能源关键部件和高压零部件的测试平台,如E-chamber和E-drive试验室,它们在电机带载工况下的电磁兼容测试技术处于行业领先水平,并积极参与相关国家标准的制订工作。
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