车载电子的电磁环境比消费电子严酷得多。发动机舱里有高压点火脉冲,新能源车有大功率逆变器和电机驱动,车内通信总线在几米长的线束上传递信号。车载EMC标准体系正是围绕这种环境建立起来的。

标准体系的整体框架

车载电子EMC标准以国际电工委员会IEC标准和国际标准化组织ISO标准为主,各车厂在基础标准之上还有自己的企业标准。

标准代号 覆盖范围 主要内容
CISPR 25 车载零部件 电磁发射限值与测量方法
ISO 11452系列 车载零部件 电磁抗扰度测试方法
ISO 7637系列 车载电子 电源线瞬态脉冲抗扰度
ISO 10605 车载电子 静电放电抗扰度
ECE R10 整车及零部件 欧盟汽车EMC型式认证

发射测试:CISPR 25

CISPR 25是车载零部件发射测试的核心标准。和消费电子用的CISPR 22或EN 55032不同,CISPR 25针对车载环境的测试布置和限值体系独立完整。

传导发射

测试电压法和电流法两种。电压法用人工网络测量电源线上的噪声电压,覆盖150kHz到108MHz。电流法用电流探头测量线束上的共模电流,频段覆盖150kHz到245MHz。电流法对车载电子来说是特色项目,因为车内线束的共模电流是辐射发射的主要贡献源。

辐射发射

在吸波暗室中进行,天线法测量。频段覆盖150kHz到2.5GHz甚至更高,产品需要模拟实车安装姿态。辐射发射的限值分为多个等级,通常Class 3用于车内乘员舱设备,Class 4或Class 5用于发动机舱或外部安装设备,Class 5最严。

抗扰度测试:ISO 11452系列

ISO 11452是一个系列标准,每个部分规定了一种抗扰度测试方法。

辐射抗扰度

用天线法在暗室中产生射频场,测试频率80MHz到3GHz以上。替代方法是大电流注入法,将干扰电流通过电流注入探头直接耦合到线束上,是辐射抗扰度的等效测试方案,覆盖1MHz到400MHz。

传导抗扰度

通过耦合网络直接往电源线和信号线上注入射频干扰,频率范围15Hz到200kHz的低频段覆盖电源纹波干扰,高频段覆盖射频传导干扰。

磁场抗扰度

模拟车内大电流线缆产生的工频磁场,对霍尔传感器、磁敏元件影响大。

电源线瞬态脉冲:ISO 7637系列

这是车载电子EMC中最具特色的部分。车内发电机甩负载、起动机启动、继电器开断,会在电源线上产生各种形态的瞬态脉冲。ISO 7637把这些脉冲标准化为几种脉冲波形,从脉冲1到脉冲5,每种波模拟不同的电气暂态过程。车载电子产品的电源前端必须设计能承受这些脉冲的防护电路。

新能源高压部件的特殊标准

新能源车的高压系统,电池电压几百伏到上千伏,电机控制器的大功率开关产生强干扰。高压部件的EMC测试标准在基础标准上叠加了高压安全隔离要求,测试布置和限值都有特殊规定。标准方面可以参考CISPR 25和ISO 21498等。

与消费电子EMC的主要差异

车载EMC和消费电子EMC最大的不同在于线束。消费电子产品的线缆是固定的标配,车载产品的线束长度在实车安装中变化很大。标准要求测试时使用标准长度的测试线束,模拟实车布线条件。 另一个差异是频段更宽、限值更严。CISPR 25的传导发射测到245MHz,辐射发射测到2.5GHz以上,比消费电子覆盖更广。

总结

车载电子EMC标准是一套比消费电子更复杂更严格的体系,核心以CISPR 25和ISO 11452系列为主线。产品定义阶段就要把目标市场的整车厂标准也纳入考量,因为车厂标准通常比基础标准更苛刻。如果您的产品正在做车载EMC的前期规划,德恺检测可以协助梳理适用的标准清单和测试方案。