新能源汽车电磁安全测评技术

中国汽车工程研究院股份有限公司（以下简称中国汽研）电子通信与软件测评研究中心相关团队就上述难点，通过对产品和测试方法的分析以及与相关企业的深入探讨，牵头制定了行业内首个电动汽车高压屏蔽线缆及连接器屏蔽效能测试相关标准T/CSAE—189—2021，即《电动汽车高压屏蔽线缆及连接器表面转移阻抗测试方法》，填补了行业高压屏蔽线缆及连接器屏蔽效能测试领域的空白，解决了电动汽车高压屏蔽线缆及连接器的屏蔽效能测试标准缺失、行业内测试方法不统一等问题。目前，国内众多主机厂和线缆、连接器、线束厂商都已开始使用该标准。

同时，提出了在不破坏样品的前提下的高压线束的屏蔽效能测试方案。目前行业内测试线束屏蔽效能都会对被测样品造成破坏，无法满足后续对被测样品进行其他测试或复现测试结果的需求。本项目通过对测试方法进行改进、开发新的测试装置等手段，实现了在不破坏样品的前提下进行高压线束的屏蔽效能测试，解决了行业内的一大技术难题。

此外，提出了整体屏蔽的技术解决方案，帮助主机厂大幅降低了整车线束成本。该方案采用非屏蔽线缆外面用编织网和屏蔽连接器连接的整体屏蔽形式，实现了良好的屏蔽效果，目前属于技术水平领先的高压线束屏蔽效能解决方案。

最后，开发了线注入法测试设备和软件并取得了相应专利，改进了三同轴法测试设备及测试夹具，解决了行业内测试夹具成本过高、测试设备参数不达标、不统一，以及测试结果一致性不好等问题。

为降低并消除车辆辐射发射超标、智能网联系统和整车工作失效风险，我们进行了车外和车内的电磁辐射发射测试，从传输路径入手，改变屏蔽层的材料，利用高、低压线束屏蔽阻断骚扰设备对车内敏感设备的影响。当汽车行驶到一些特定场景，例如存在变电站、雷达站、信号塔等场景时，在严酷电磁环境下，很容易出现全液晶仪表故障、卫星或网络信号丢失、电子后视镜信号传输故障、摄像头或毫米波雷达采集故障等问题。

伴随着无线通信的快速发展，车内外传感器、控制器增多，车载通信系统也面临着巨大的挑战。对此，在车辆智能网联功能激活状态，我们进行了多场景全方位的性能考察。基于智能网联汽车电磁兼容性能测试验证，我们提出了智能网联汽车智能驾驶系统的电磁抗扰性能测试评价技术。通过在暗室内激活车辆的自适应巡航控制系统（ACC）、自动紧急刹车系统（AEB）、前方碰撞预警系统（FCW）、车道偏离预警系统（LDW）、盲点监测系统（BSD）、交通标志智能识别系统（TSR）等功能，模拟道路场景，并施加电磁干扰，实现汽车在简单智驾状态下的电磁抗扰性测试评价，可评估整车自动驾驶的电磁抗扰能力，把关智能驾驶系统稳定性和安全性。

智能网联汽车网联通信系统的电磁抗扰性能测试评价技术是在暗室内激活车辆的网联应用场景，包括软件升级、紧急呼叫等，针对车载2G、3G、4G、5G通信系统以及紧急呼叫系统进行抗扰测试，评估整车通信系统及应用的电磁抗扰能力，帮助提升车辆网联通信系统的可靠性和安全性，是保障车辆行驶安全、提升通信质量的重要手段。针对多传感器融合条件下的智能网联汽车电磁抗扰性能测评，我们在暗室内搭建台架，配置数据联通软硬件系统，通过雷达目标模拟器、道路场景投影、路测标识物、综测仪等设备，模拟ACC、FCW、E-CALL、V2X、导航、通信等工况，提供复现性强、成本低、参数可控的场景，考察严酷电磁环境下车辆功能失效情况，进一步确保车辆的稳定、可靠，实现安全行驶。

智能网联汽车电磁兼容性能测试验证是确保车辆在各种电磁环境下都能正常工作且不对其他设备造成干扰的重要环节。中国汽研长期致力于汽车电磁兼容的研究与升级，在智能网联浪潮的冲击下，加强与高校、科研机构、车企等单位的合作，形成产学研用一体化的创新体系，借助外部智力资源，合力推动智能网联汽车电磁兼容性能的技术创新和产业升级。牵头制定的行业首个智能网联汽车的电磁兼容相关团体标准T/CSAE 231—2021（即《智能网联汽车电磁抗扰性能技术要求与测试评价方法》）以及公司标准《智能汽车ADAS整车级电磁辐射抗扰性试验方法》，充分结合了国内实际应用水平，与现行标准体系兼容，填补了行业在智能网联电磁兼容测试领域的空白，将为行业提升智能网联汽车电磁兼容性能起到积极的推进作用。

车辆电磁辐射（EMR）是衡量中国汽车健康指数的关键，源自车辆电器设备在运行过程中通过自身或相关线束等附件向外散发的电磁能量，这些能量与车身钣金等结构相互作用，进而在车内或车周围的驾乘人员所处的环境中形成可能影响其健康的电磁场，包括电场和磁场环境。其核心目标是为广大消费者提供详尽、客观的乘用车电磁辐射水平测试与评价依据，让消费者在作为驾驶员或乘客时，能够清晰了解自身所处的车内电磁环境状况，为他们的购车决策和日常用车提供有价值的参考信息。同时，它也助力整车企业深入理解其设计的车辆结构以及集成电器系统整体对电磁辐射的影响，从而携手推动创新设计技术的研发，以实现车辆电磁辐射的有效管理和控制。

中国汽研基于车用燃料电池系统及模块多层级的电磁兼容测试需求，集成开发多场景－多工况模拟负载，开发融合模拟负载、性能监控设备和电磁兼容测试设备的自动测试平台。测试所需暗室需要满足极高的涉氢安全标准。在电波暗室这一“密闭空间”内设计了专业的涉氢安全处理系统，同时，基于车用燃料电池专用电波暗室涉氢安全及纯净性需求，独创防氢渗透残留、防氢聚集超标、防氢起火爆炸和防电磁噪声污染的四“防”一体防控方案，利用独创的毛细管状氢浓度传感阵列实时监测技术，结合自主研发的基于吸波材料和防氢气渗透墙体的暗室构造与防护技术，并通过与燃料电池热管理失效预警、防护与处置装置集控联调，保障了全周期涉氢电磁兼容试验可靠性与电波暗室纯净性。开发的电磁兼容一体化测试平台具有大功率、宽频段电磁兼容测试能力，同时支持自定义工况实时性能监控，为燃料电池系统电磁兼容测试技术开发、系统安全和国家/国际标准制定提供平台保障与技术支撑。

仿真验证方面，建立燃料电池关键模块（DCDC变换器、节电压巡检、空压机控制器、电子控制单元）电磁兼容仿真平台，并基于仿真平台建立4个关键模块的仿真模型，研究其辐射发射特性及辐射抗扰特性；通过对燃料电池4个关键模块及系统的不同参量（不同工况、不同严酷度等级等）的电磁兼容特性研究，同时参考现有的国家标准及国际标准，获得4个关键模块（DCDC 变换器、节电压巡检、空压机控制器、电子控制单元）电磁发射和电磁抗扰的测试要求，制定对应的测试规范，基于模块的电磁兼容测试技术与测试数据，测试研究多元参量下燃料电池系统的电磁兼容测试技术，完成燃料电池系统电磁兼容测试规范的制定。基于测试平台的数据积累分析及仿真平台的性能预测分析，发布了全国首个空压机控制器电磁兼容测试标准T/CSTE 0324-2023 T/CECA-G 0233-2023，即《燃料电池空压机控制器电磁兼容性能试验方法》。同时，响应重庆市场监督管理局要求，发布了《燃料电池系统电磁兼容性能及试验方法》地方标准，促进了燃料电池系统的电磁兼容性能提升及其区域化发展。项目成果填补了我国多层级氢燃料电池汽车测评技术及装备体系空白，为燃料电池汽车大规模产业化应用奠定了基础。

除了通过上述线束屏蔽效能测试、智能网联汽车电磁兼容性能测试验证、中国汽车健康指数车辆电磁辐射测评、车用燃料电池电磁兼容测试技术等几方面进行测量的方法评估以外，还可以采用电磁仿真预测技术进行评估，即把所测试的对象在计算机电磁仿真软件里建模，通过计算电磁学电磁仿真算法，计算获得所需的指标，然后将指标与相关国家标准或者国际标准进行比较，评估相关电磁指标是否达标。将电磁兼容仿真预测技术应用到整车及零部件电磁兼容开发的过程中，能够尽早发现电磁兼容问题并整改，大大地节约整车及零部件的研发成本和开发周期。

与此同时，智能网联汽车作为新能源汽车行业未来重点关注的研究方向，整车电磁安全测评维度的覆盖势必要更进一步。为完善智能网联汽车的智驾功能检测检验能力与标准法规制订，中国汽研致力于将更多的功能，如自动泊车（APS）、疲劳检测（DFM）等的失效判定机制与场景化测试方法纳入研究与开发。

IEEE Spectrum

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