为什么电动汽车需要高质量的EMC设计

电磁兼容性 (EMC) 并不是普通人对电动汽车 (EV)的考虑。但是，如果您的职业涉及设计它们，这是一个持续的问题。

EMC 设计包括三个主要领域：

发射：与意外或有意将电磁能发射到环境中有关。

易感性：与电气设备在受到电磁辐射时发生故障或无法按预期运行的可能性有关。

耦合：与电磁能如何到达电气设备有关。

研究这三个方面有助于电气工程师了解减轻电动汽车电磁辐射影响的最有效方法。下面详细了解 EMC 设计为何如此重要。

汽车必须通过电磁辐射测试

未能在电动汽车制造的所有阶段做出深思熟虑的 EMC 设计决策可能意味着它需要比预期更长的时间才能进入市场。在严重缺陷的情况下，它可能永远无法出售。

世界不同地区都有特定的测试要求，以证明汽车不会因电磁辐射和相关影响而对其驾驶员、乘客或其他人造成危险。当汽车无法满足 EMC 设计的最低要求时，汽车制造商可能会失去可观的盈利能力。此外，他们冒着让焦急等待购买汽车机会的潜在客户失望的风险。

正如绿色汽车报告功能所详述的那样，Rimac C_Two 是一款新型电动汽车的例子，它必须在 2021 年初上市之前满足监管机构的要求。它接受了欧盟 ECE R10 标准下的电磁辐射测试。

测试首先将汽车放置在半消音室内，以消除外部排放干扰并确保准确的结果。在评估期间，车辆在测功机上以一定的速度运行。它还接收到 20 MHz 和 20 GHz 之间的辐射，其中某些组件（例如灯和挡风玻璃雨刷器）被激活。

这辆特殊的汽车也有两种驾驶模式。该测试需要在每一个中运行它，以检查逆变器和其他硬件是否按预期工作。如果初步试验发现任何问题，车辆将完全拆卸，工程师将在再次尝试评估之前解决已识别的问题。

EMC 设计是充电选择的考虑因素

专家认为，到 2030 年，美国道路上将有多达1870 万辆电动汽车。这比 2018 年使用的约 100 万辆有了大幅增长。但是，如果消费者对他们的电动汽车充满信心，这种增长更有可能发生将他们带到他们需要去的地方，而不会耗尽电力。毕竟，找到加油站通常比找到电动汽车充电站更容易。不过，正在努力增加电力基础设施。

研究人员想知道与电动汽车相关的电磁干扰 (EMI)是否会干扰植入式起搏器。他们在一项研究中招募了 104 名拥有这些医疗设备的人以进行调查。所有参与者都暴露在与四种最常见的电动汽车模型相关的电磁场中。研究人员澄清说，随着电磁场变强，EMI 电位会上升。相关地，电磁场与电机的功率成正比。

一个测试阶段让参与者坐在汽车的前座上，并放置在测功机上以模拟驾驶。在某些情况下，他们的起搏器距离电磁场不到 5 厘米，人们按照指示达到最大加速和减速率。研究的另一部分让测试对象在充电站插拔车辆并握住电缆。与此同时，科学家们检查了任何异常的起搏器或心脏事件。 

幸运的是，研究人员没有发现驾驶或为电动汽车充电会影响起搏器的编程或功能。但是，他们澄清说，为车辆充电时电磁场最强。他们还指出，沿电缆的场强随着大电流充电而变得更强。因此，研究人员建议继续监测罕见的不良事件并谨慎行事，因为工程师正在寻找更快地为汽车充电的方法。 

高质量的 EMC 设计支持公共卫生

许多年前，甚至在电动汽车普及之前，人们就担心电磁场是否会损害人类健康，例如增加患癌症的风险。大量研究表明，驾驶和围绕电动汽车是安全的。然而，汽车结构的某些变化可能会改变磁场暴露水平。

2019 年的一项研究通过检查与电动汽车相关的极低频(ELF) 磁场暴露来调查这一问题。研究人员在两年内查看了与三辆此类车辆相关的统计数据。他们测量了汽车在加速过程中和汽车速度保持不变时前后座椅的磁通密度。

研究人员提到 EMC 设计考虑通常需要使用某些舱室材料来影响磁场分布并利用屏蔽机制来达到预期的结果。

结果表明，驾驶和定期维护并没有显着改变磁通密度。然而，让汽车经历广泛的变化，例如碰撞后的重建项目，可能会导致更大的变化，值得关注。作者建议在汽车的整个生命周期中始终注意 ELF 磁场暴露测量。

但是，为市场准备电动汽车的工程师可以通过提及人们在更换某些组件时要采取的具体预防措施来提供帮助。也许一个工程团队做出了一个特定的 EMC 设计决策，而重大的改动可能会对它产生负面影响。在这种情况下，他们可能会在用户手册或为维修店准备的文献中为维修人员提供指导。

深思熟虑的 EMC 设计支持电动汽车的成功

本概述解释了为什么在电动汽车中优先考虑 EMC 设计对于使这些汽车发挥应有的性能至关重要的一些原因。采取正确的步骤来实现电磁兼容性意味着它们不太可能出现意外行为并对用户构成短期或长期风险。

EMC 设计必须始终处于新计划和新技术的中心。否则，看似惊人的发展可能会产生意想不到的后果，从而延迟新车的市场发布或削弱公众对其制造商的信任。

       审核编辑：郭婷