电动汽车30MHz以下CISPR36:2020和GB/T18387-2017标准下骚扰对比解析与验证

电动汽车的电磁骚扰问题非常复杂，涉及广泛的频率范围和多样的传播路径。因此，有必要进行电动汽车的电磁骚扰测试方法研究。CISPR36:2020是一项重要的标准，于2020年7月发布，为汽车行业提供了整车磁场发射试验的依据。该标准填补了整车150 kHz至30 MHz频率范围内磁场骚扰相关国际标准的空白，对电动汽车和混合动力车辆的磁场辐射发射试验提供了支持。然而，CISPR36:2020和GB/T18387-2017中的磁场辐射骚扰测试方法存在一些技术差异。这些差异主要表现在限值、检波器、车辆运行条件和测试方法等方面。为了比较这两个标准限值的严格程度，本文采用相同的典型电动汽车，在验证试验中分别按照CISPR36:2020和GB/T18387-2017进行了测试。

1 试验限值

骚扰测量的目标是控制骚扰源的发射强度，以保护无线电通信业务。完全消除所有骚扰是不经济且不现实的，因此需要制定合理的骚扰限值。CISPR36:2020标准规定了磁场限制值，表1中列出了这些限值。该标准使用准峰值检波器，旨在与30 MHz以上的辐射骚扰要求保持一致。另一方面，GB/T18387-2017标准规定了磁场限制值，表2中显示了这些限值。该标准的限制值与美国SAE标准一致，并采用峰值检波器。图1展示了这两种限值的比较曲线。

根据峰值检波器和准峰值检波器的测量特性，从图1可以清楚地观察到，从9.124MHz开始，国际标准中使用的准峰值限值高于国家标准中使用的峰值限值。因此，可以得出结论，CISPR36:2020标准的限值比GB/T18387-2017标准更为宽松。

2 试验条件

CISPR36:2020和GB/T18387-2017在试验条件上基本相似。GB/T18387-2017标准要求如下：

（1）测量所使用的接收机必须符合GB/T6113.101-2016标准的要求，并且其本底噪声水平应低于限值6dB。为确保脉冲测量结果的准确性，接收机的带宽选择应根据表3的要求进行设定。

（2）在频率范围为150kHz至30MHz的测量中，建议使用60cm静电屏蔽环天线。环天线的性能应符合CISPR16-1-4:2019标准的要求。。

（3）在进行测量时，可以选择环境磁场低于限值6dB以上的户外试验场地（OTS），也可以使用装有吸波材料的屏蔽室（ALSE）或开阔试验场（OATS）。本文选择了屏蔽室ALSE作为测量场地，因为它具有以下优点：稳定的电特性、全天候试验的可行性、可控制的电磁环境以及更好的测量重复性。

3 测量天线位置

CISPR36:2020和GB/T18387-2017中的环天线布置方式相同，如图2所示。环天线的中心离地面的高度应为（1.3±0.05）m，测量距离则是从环天线中心到车辆最近部分的连线在垂直面内的水平投影长度，应为（3±0.05）m。进行测量时，需要在四个位置摆放天线，并分别测量环天线的两个极化方向（横向和径向）。具体而言，天线的四个位置分别位于车辆的前部、后部、左侧和右侧，其中环天线的中心与车身的纵向轴线对应于车前和车后位置，而环天线的中心与车身的横向轴线对应于车辆左侧和右侧位置。

4 试验方法

（1）根据CISPR36:2020标准的磁场测量过程中，以下条件应被满足：

车辆应处于空载状态。所有与动力系统同时自动接通的电气设备应尽可能处于典型的正常工作状态，而电驱动系统应处于正常工作温度。

电动汽车或混合动力汽车应放置在测功机或非导电轴架上，并且仅由电动机驱动。配备辅助内燃机的电动汽车或混合动力汽车应在内燃机不工作的情况下进行试验。如果无法实现这些条件，则车辆应在电动机和内燃机同时工作的情况下进行试验。

车辆应以（40±20%）km/h的速度运行。如果最高车速低于40 km/h，则以最大车速运行。在一些情况下，如公共汽车、卡车、两轮和三轮车辆，可能无法满足上述条件。在这种情况下，可以通过断开传动轴、皮带或链条等方式来模拟相同的运行条件。

测试应在车辆的前、后、左、右四个面以及天线的两种极化方式下进行。

为了节省测试时间，测量时应采用峰值扫描和准峰值确认的方法。

（2）根据GB/T18387-2017标准的磁场测量过程，以下条件应被满足：

车辆应按照满载情况设置道路负荷，而电气设备不需要开启。

在预扫描过程中，车辆应以40 km/h的稳定车速运行。对车辆的四个面进行测量，并且每个面都要对环天线的径向和横向两个极化方向进行测试。

通过重复测试，确定最大发射面，然后在最大发射面上以16 km/h和70 km/h的稳定车速进行测试。如果最高车速低于40 km/h，则以最大车速运行。

测量时应采用峰值扫描的方法。

（3）在磁场测试的执行方法方面，CISPR36:2020与GB/T18387-2017之间存在显著的差异。CISPR36:2020的方法简化了测试流程，它并未区分预扫描和最终测试，而是在车辆的四个方向以及天线的两种极化方式上分别进行测试。这种方法采用准峰值限制，只有当所有测试结果都低于此限制时，车辆才会被认定为合格。此外，CISPR36:2020的测试条件设定为车辆空载并以40公里/小时的恒定速度行驶，与CISPR12:2009的条件相同。

与此相比，GB/T18387-2017的测试方法更为复杂。它要求在车辆载重状态下进行测试，并将测试过程分为预扫描和最终测试两个阶段。在此方法中，采用的是峰值限制，只要最终测试结果低于这个限制，车辆就被认为合格。

5 实车验证

使用一辆典型的纯电动乘用车进行了验证试验，按照CISPR36:2020标准的要求进行测试。实际测试布置如图3所示。我们选择了CISPR36:2020标准中的一种状态（空载，40km/h），并绘制了磁场发射的峰值扫描曲线，图示为图4。同时，根据表4中的数据得到了准峰值终测值。同一辆车还进行了按照GB/T18387-2017标准中高速状态（加载，70km/h）的磁场发射测试，绘制了相应的峰值扫描曲线，图示为图5。表5列出了骚扰高点的峰值数据。 

根据图4和图5的观察，可以看出两条磁场发射扫描曲线的趋势是相似的。此外，结合表4和表5中磁场发射终测值的裕量，可以得出以下结论：在频率范围为150kHz至30MHz的低频段测试中，CISPR36:2020标准的限值裕量略小于GB/T18387-2017标准；在中频段，CISPR36:2020和GB/T18387-2017标准的限值裕量接近；而在高频段，根据GB/T18387-2017标准的测试结果，裕量明显小于根据CISPR36:2020标准的测试结果，这在一定程度上表明CISPR36:2020标准的要求相对于GB/T18387-2017标准有所放松。总的来说，CISPR36:2020标准在150kHz至30MHz频率范围内的限值要求相对较为平衡。

6 结语

通过深入研究电动汽车的磁场骚扰测试方法，我们可以提出一些注意事项，以便制定国际标准测试。这些注意事项专注于电磁兼容技术在电动汽车工程应用中的方面，旨在为电动汽车的磁场辐射骚扰测试和优化技术提供参考。这将有助于降低电动汽车的磁场辐射骚扰，全面提升新能源汽车的电磁兼容性能，并推动自主品牌车辆的品质提升。