汽车EMI测试的重要性

汽车行业对安全十分关注，再加上近几年汽车上的动力电气化，功能电子化越来越多。传统汽车的EMC测试技术已经无法满足现在电动+智能汽车了。而EMC中的EMI(电磁干扰)测试一直是汽车测试的重要组成部分。但是测试时间长、无法捕捉到完整信号等问题，却是整个行业不得不面对的痛点。之前本人在一个EMC的线上直播活动中，听到了一些应用方与方案商基于EMC中的EMI新技术做了一些分享，以下内容我将会根据我所听到的进行一些简单的整理。  

一、汽车EMI介绍

首先，先来了解下什么是EMI。  

EMI（电磁干扰)，是指设备在正常运行过程中对外界环境所产生的电磁干扰。EMI主要包括CE(传导干扰)和RE（辐射干扰），CE是指从电源线、信号线或控制线传导出来的干扰，RE是指从产品壳体辐射出来的干扰。

   

理论上讲，大量电子设备安置在一个极其紧凑的空间中，且差异巨大，就有可能对外界发出EMI。而汽车拥有复杂的线路，以及电机控制系统、多媒体娱乐、蓝牙通讯GPS等电子设备，也有可能对外界环境发出电磁干扰，这就是汽车EMI。  

二、汽车EMI测试的重要性

 说起汽车EMI的危害，不用铺垫，行业人士就能如数家珍地列举一大堆经典案例，比如：  

进行某混合动力客车ABS性能试验时，启动车辆但还未行驶时，测试仪器的轮速曲线就出现异常波动;但在测试传统内燃机客车ABS 性能时，仪器的轮速曲线完全正常

某轿车上装有灵敏的ABS，下雨时，因启动刮水器产生的电磁干扰误触发了ABS，导致后车追尾事故

某量产车型综控台显示摄像头信号导致仪表盘花屏

某型号轿车在发动机点火时导致调频广播噪声的故障

那么，如何解决汽车EMI的危害？除了可以通过技术上的屏蔽、接地、合理布线等方式减少EMI，还需要对车辆进行EMI测试。  

今天，汽车正朝着电动化、智能化、网联化方向飞速发展，新能源汽车EMC测试面临着更大的挑战：大电流、大电流、高功率造成电磁干扰更严重，部件之间的耦合路径更复杂；高频开关器件、感性负载，是车辆设备及系统在正常工作时产生的严重电磁传导及辐射干扰，电磁兼容遭遇更大挑战；控制电路复杂，抗干扰要求更高。  

 

在这个更为复杂的电磁环境下，如何对车辆进行EMI测试与评价，来确保安全性，就显得更加重要。    

三、汽车EMC测试相关参考标准及规范

EMI测试属于EMC测试的一部分，EMC测试具有一票否决权，如果不能满足相应法规测试要求，汽车产品就不能上市。接下来，梳理部分常用的我国及国际汽车EMC标准。

 

ISO 11451-4：道路车辆 窄带辐射的电磁能量产生的电磁干扰的车辆试验方法 第4部分大电流量注入(BCI)法

ISO 11451-4：道路车辆 来自窄带辐射电磁能的电气骚扰的车辆试验方法 第2部分:车外辐射源

CISPR 12：车辆、机动船和内燃发动机驱动装置的无线电骚扰特性的限值和测量方法

CISPR 25：用于保护用在车辆、机动船和装置上车载接受机的无线电骚扰特性的限值和测量方法

GB/T 36282-2018：电动汽车用驱动电机系统电磁兼容性要求和试验方法

GB 4824：工业、科学和医疗(ism)射频设备电磁骚扰特性的测最方法和限值

汽车EMC问题越来越受到人们的重视，世界各国和相关国际性组织制定了众多的标准和法规来限制汽车的电磁兼容问题。除了我国及国际汽车EMC标准体系，美国、欧洲、国际电工委员等也有EMC标准体系，当然整车厂也有自己的EMC标准体系，如大众VQ TL81000、上汽乘用车SMTC 3800 006等。  

四、汽车EMI测试解决方案

汽车EMI测试分为EMI全兼容测试、EMI预兼容测试。  

（一）汽车EMI全兼容测试  

前面有提到过，汽车EMI测试行业内主要有2个痛点：合规性测试成本高、测试时间长以及传统步进扫描、无法捕捉到完整信号。而Keysight N9048B PXE指数级加速进行了EMI的合规性测试，且能无缝捕捉所有信号。


   

Keysight N9048B PXE 是一款符合标准的 EMI 测试接收机，配有射频预选器和 LNA 设计。其实时扫描（RTS）功能有助于缩短汽车EMI总体测试时间，轻松执行无间隙的信号捕获和分析。N9048B PXE具有以下特点  

1 Hz – 44 GHz 频率范围

完全符合 CISPR 16-1-1:2019、MIL-STD-461G、ANSI C63.2 和 FCC 规范

出色的灵敏度和动态范围

时域扫描（TDS）可以显著缩短总体测试时间

实时扫描捕捉所有信号

直观的多点触控用户界面和 PXE 软件

X 系列可以升级，满足当前和未来的测试需求

   

比如，在做汽车EMI测试时，传统步进扫描测试一个面需要9小时，4个面就是36小时。而N9048B PXE的时域扫描，显著缩短了测试时间，测试一个面仅需50秒，测试4个面仅需200秒。加速时域扫描效率更高，测试一个面仅需6秒，测试4个面仅需24秒。

   

传统步进扫描无法捕捉到完整的信号，而实时扫描RTS则可以无间隙扫描不漏过任何信号，捕捉带宽最高至350MHz，快速定位干扰源或产生路径，是一款强大的故障排除工具，同时最高可记录12000个数据，供后续回放分析。  

 

（二）汽车EMI预兼容测试  

除了做EMI全兼容测试，还可进行EMI预兼容测试，提前排查在合规测试时可能出现的问题，避免合规测试不过后需要长时间、长周期检查的问题，提升测试效率、节约企业成本。  

Keysight X-系列信号分析仪或MXR示波器RTSA功能结合N9311X近场探头、N6141EM0EEMI测量应用软件，均可进行EMI预兼容测试。

   

1、RTSA（实时频谱分析）  

MXR示波器的RTSA，最大测试带宽可达320MHz；只要信号持续时间达到5微秒，即可100%被测试出来；速度为400000FFT/S;支持图谱、功率密度等的显示，频谱图上颜色越深，表示干扰信号出现的概率越大。其特征如下  

采用混叠FFT和高速硬件

速度快，100%的截获概率(POI)

适合快速信号频谱测试，如突发信号、脉冲雷达信号、未知干扰信号等。

   

2、多点触摸控制软件N6141EMOE  

Keysight多点触摸控制软件N6141EMOE是一款电磁兼容测试软件，提供符合CISPR和GB标准的内置带宽、检测器和频段预设，以及对法规限制线的自动测试，并具有用户选择的余量；支持天线、LISN、电缆、前置放大器的幅度校正、测试报告生成；执行预合规辐射和传导发射测量，并通过广泛的频谱分析能力诊断不合规发射。具有以下性能特点:  

显示对数频率跨度和三个同时检测器

通过内置信号列表和监控频谱功能减少测量时间

通过可选的时域扫描功能加快数据收集

支持多点触控用户界面和SCPI远程界面编程

   

3、N9311X近场探头  

使用Keysight N9311X近场探头，对电路板进行针对性扫描，逐步定位噪声源和传播途径，整改EMI问题。

EMI全兼容测试机N9048B PXE EMI接收机，高速、宽度时域扫描，大幅缩短测试时间；基于通用的X系列信号分析平台，实现了资产效能最大化，结合N9311X近场探头、多点触摸控制软件N6141EMOE进行故障源查找，早起发现电磁干扰问题并排除，加速合格产品上市。因此，这些设备和仪器，帮助企业大大提升了效率，节约了成本。





审核编辑：刘清