标准研究 | 汽车也要保持“头脑清醒”?有一种看不见的威胁很致命!

2024-11-12 07:37:24·  来源:汽车学会  
 

我们身边有各种各样的电子设备,它们在工作的时候会发出看不见的电磁波。当一个设备发出的电磁波影响到其他设备正常工作的时候,就产生了电磁干扰(Electromagnetic Interference,EMI)。比如当你正在听收音机时,旁边有人在用手机,收音机突然出现了“滋滋”的杂音,这就是手机发出的电磁波对收音机产生了干扰。

严重的电磁干扰可能会让仪表盘上的指针乱跳,或者让车内的电子时钟走不准,让这些设备不能好好工作。而对于新能源汽车,甚至可能会影响电池管理系统或电机控制系统,影响车辆的使用和行驶安全。随着汽车智能化水平不断提升,如果智驾系统受到电磁干扰,可能会错误地判断路况,影响行车安全;而智能网联系统受到电磁干扰后也可能会出现连接中断、语音指令识别错误等问题。

如何避免出现这样的危险?做好车辆的电磁兼容(Electromagnetic Compatibility,EMC)很重要。

随着新能源和智能化技术在汽车中的应用越来越多,汽车里的电子设备就像一个大家庭一样,越来越庞大复杂。这些设备都要“和谐共处”才能保证汽车的正常运行。做好电磁兼容,就像是给每个电子设备都安排了一个“隔音小房间”。

今天的智能汽车中配备有各种高精度的传感器和复杂的控制系统。这些设备和系统就像汽车的“眼睛”和“大脑”,需要精确地工作。电磁兼容能够确保它们不受干扰,准确地感知路况、接收和执行指令,这样才能让我们安全地享受智能汽车带来的便利。如果电磁兼容没做好,这些智能功能可能就会变成“脱缰的野马”,不但不能帮助我们,还会制造致命的危险。

由于行业对汽车电子系统电磁安全性的愈加重视,汽车电子零部件和整车电磁兼容技术在汽车安全测试领域所扮演的角色也越发重要。各大国际组织以及各个国家和地区汽车电磁兼容标准的修订频次加快、覆盖范围逐步增加,各汽车OEM依托现行国际和国家标准的同时,根据自身特点加以整理修缮并细化试验规程,最终形成各具特色的EMC标准体系。纵观国内外,已有较为完善的汽车电磁兼容测试标准和规范,如ECE R10、CISPR 25及GB 34660等。

然而,由于电磁兼容不能用一个统一的参数来表征,性能指标在技术上只能分别通过发射量限值和抗扰严酷等级来制定,从汽车整车到零部件,大家最关心的EMC量级还没有统一的标准。当前EMC相关法规对于整车电磁辐射发射与整车辐射抗扰仅进行了符合性要求(如GB 34660),并未对其发射水平及抗扰水平进行综合评价,如何能够量化产品性能的高低程度是当前标准的空缺。对整车厂而言,在满足法规、标准符合性测试的基础上多维度进行考量,依据不同需求状况对整车电磁辐射发射水平及整车辐射抗扰水平进行综合量化是非常有必要的,将更利于整车产品开发定位及竞争策略的制定,从而使得开发目标更精准且明确。

为此,中国汽车工程学会组织多家行业单位,制定编写了《整车电场辐射性能评价方法》CSAE标准,为多车型整车电场辐射性能水平横向对比提供了可行的量化评价方法。既满足了为产品开发定位提供数据参考的需求,又达到辅助新车型整车EMC目标定义的目的。

标准主要针对于整车电场辐射发射水平及整车电场辐射抗扰水平进行研究。在GB 34660与GB/T 33012.1规定的测试方法与严酷等级的基础上,结合整车电磁兼容测试要求,提出一种基于限值裕量及多严酷等级下功能状态的综合评价方法,使用综合评分以表征目标车型的电场辐射发射水平及电场辐射抗扰水平,包含选点原则、测试参数、加权算法公式、分层赋权计算方法。用到的原始数据可直接从各自车厂试验车辆或标杆数据库中进行筛选,并定义原则计算,量化各车型电场辐射性能水平评价,是本标准研究的重点。


主要内容

评分计算是《整车电场辐射性能评价方法》CSAE标准中的关键部分,可量化评估车辆在电磁辐射发射和抗扰性方面的表现。在辐射发射测试中,通过在车辆周围特定位置使用天线捕获电磁波,并分析信号与标准限值的裕度,从而得出各位置和极化方向的辐射发射评分。这些评分结合权重汇总,计算出整车在不同工作模式下的辐射发射水平评分,并进一步汇总得到整车的总体辐射发射评分。

在辐射抗扰性测试中,对车辆进行抗扰性测试,评估不同工作模式和严酷等级下的功能状态。每个功能的评分基于其状态等级,这些评分根据功能重要性和测试频段的权重汇总,得出整车在某工作模式下的辐射抗扰评分,并最终计算出整车的总体辐射抗扰水平评分。

整车的电场辐射性能水平评分综合了辐射发射和抗扰水平评分,反映了车辆在电磁环境中的整体性能,为车辆电磁兼容性能提供量化评价。这个过程确保了车辆设计和生产满足电磁兼容性要求,减少电磁干扰的影响。


当前进展

目前本标准已完成送审稿审查,将于近期进行报批公示。其中,标准编写工作组由长城汽车股份有限公司、上海电器科学研究院牵头,成员包括北汽福田汽车股份有限公司、北京汽车研究总院有限公司、安波福(中国) 科技研发有限公司等单位。


后续规划

《整车电场辐射性能评价方法》CSAE标准计划于2024年底正式发布。如需了解标准的后续信息,欢迎持续关注汽车学会公众号及中国汽车工程学会标准研究工作。

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