新能源汽車(chē)系統電磁兼容測試認證產(chǎn)生的多重測試

基本汽車(chē)的電磁兼容性在所有測試系統中都有很好的專(zhuān)業(yè)規定，相應測試的完成標準也比較健全，可以更好的進(jìn)行中國法律體系標準的實(shí)驗。隨著(zhù)整個(gè)汽車(chē)行業(yè)的智能化.網(wǎng)聯(lián)化.隨著(zhù)電氣化的發(fā)展，汽車(chē)的特性逐漸從一個(gè)人轉變?yōu)橐粋€(gè)巨大的智能交通網(wǎng)絡(luò )上的節點(diǎn)。

“三化"汽車(chē)最大的變化是讓汽車(chē)及其周?chē)h(huán)境，包括道路交通設施.別的車(chē)子.環(huán)境中包含的各種節點(diǎn)越來(lái)越緊密地融合在一起。汽車(chē)中的各種新功能都注重與環(huán)境的互動(dòng)，這給新能源汽車(chē)系統的電磁兼容性測試驗證增加了新的挑戰。

根據基本分類(lèi)，汽車(chē)的電磁兼容性能通常分為發(fā)送特性和抗干擾特性。發(fā)送特性關(guān)注車(chē)輛以外的其他電氣設備的保護，我國主要由法律法規規定（GB14023.GB/T18387和GB34660)；抗干擾特性關(guān)注汽車(chē)本身對外界影響的承受能力水平。既有法律法規規定（GB34660)，更要注意汽車(chē)在抗擾測試中的安.全性和體驗表現。

01智能網(wǎng)絡(luò )車(chē)輛電磁輻射發(fā)送檢測

面臨的難題

智能聯(lián)網(wǎng)車(chē)輛引入了更多的智能安.全子系統和聯(lián)網(wǎng)通信子系統。這種新系統與傳統汽車(chē)子系統最大的區別在于，它們不僅通過(guò)內部傳感器收集汽車(chē)內部的運行信息，還通過(guò)蜂窩移動(dòng)通信天線(xiàn)等新的外部傳感器收集汽車(chē)內部的運行信息.V2X通信天線(xiàn).車(chē)載毫米波雷達.視頻圖像采集系統等，積極收集汽車(chē)周?chē)?，甚至超出視野范圍的路況信息和其他汽車(chē)工作狀態(tài)信息。

其中一些傳感器是通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信獲得信息的。它們在工作時(shí)輻射電磁波，需要一個(gè)可以與它們通信的外圍設備來(lái)維持正常的通信工作條件。根據電磁兼容試驗的基本思路，規定車(chē)輛在進(jìn)行輻射傳輸檢測時(shí)，可以覆蓋較大傳輸狀態(tài)的工作條件。這就要求所有系統和功能都處于運行狀態(tài)，包括車(chē)載無(wú)線(xiàn)通信系統。然而，將符合中國無(wú)線(xiàn)電管理標準的無(wú)線(xiàn)發(fā)射設備輻射出有用的信號，并要求其小于整車(chē)輻射發(fā)射限值。這種行為可能導致無(wú)線(xiàn)電管理和電磁兼容管理的結果之間的矛盾，導致政策理解或實(shí)施中的問(wèn)題。

因此，國家無(wú)線(xiàn)電干擾標準化技術(shù)聯(lián)合會(huì )D分會(huì )討論了對有意發(fā)送引起的工作頻段輻射發(fā)送的過(guò)量豁免，并將豁免方法寫(xiě)入GB14023標準的補充規則。在實(shí)驗環(huán)節中，如何區分車(chē)輛的發(fā)送和用來(lái)激發(fā)車(chē)輛設備工作外圍設備的發(fā)送.如何區分設備工作頻備工作頻帶的信號和非工作頻帶的諧波或雜散發(fā)送是區分待測車(chē)輛輻射發(fā)送是否符合要求的關(guān)鍵問(wèn)題。

傳統汽車(chē)上常用無(wú)線(xiàn)設備的上限頻率不得超過(guò)6GHz，引進(jìn)5GV2X在通信和毫米波雷達之后，車(chē)載無(wú)線(xiàn)設備的上限輸出功率飆升至81GHz。對于這種高頻車(chē)輛輻射傳輸，國際和國內沒(méi)有明確的限制，車(chē)輛電磁兼容實(shí)驗室的設計和施工往往沒(méi)有這么高的頻率。

6GHz上述頻段的整車(chē)外部輻射傳輸需要受到公眾認可的測試標準和限值規范的限制，mm波頻段的檢測也應對實(shí)驗室和檢測設備提出新的要求。從測試設備的角度來(lái)看，在智能網(wǎng)絡(luò )的綜合輻射傳輸測試中，還必須確保測試設備不會(huì )影響測試環(huán)境的電磁底部噪聲，否則將難以保證輻射傳輸測試結果的準確性。

02智能聯(lián)網(wǎng)車(chē)輛電磁抗擾檢測面臨的問(wèn)題

首先，測試重心的變化

傳統電磁抗干擾試驗的檢測重心更多的是整車(chē)和零部件的抗干擾水平，即在特定的電磁環(huán)境下，要測試的汽車(chē)和要測試的零部件是否會(huì )產(chǎn)生功能障礙，這是從功能完成的角度考慮整車(chē)或零部件的性能模式。然而，在智能聯(lián)網(wǎng)汽車(chē)中，由于汽車(chē)在一定程度上贏(yíng)得了自身的控制權，具有控制權的系統能否按照其預測功能得到適當的實(shí)施，是智能聯(lián)網(wǎng)汽車(chē)需要關(guān)注的難題，而這個(gè)問(wèn)題正是功能安.全所關(guān)注的問(wèn)題。因此，智能聯(lián)網(wǎng)車(chē)輛的電磁抗干擾檢測重心必須從簡(jiǎn)單的作用轉變?yōu)榘?全的調查。

其次，根據需求認證產(chǎn)生的測試

例如ISO26262《道路車(chē)輛功能安.全》等多項車(chē)輛安.全規范已經(jīng)針對安.全需求進(jìn)行了不斷的積累和升級。整車(chē)等級安.全完成過(guò)程實(shí)際上是整車(chē)不同安.全需求的設計和實(shí)現過(guò)程，這實(shí)際上是一種削弱控制的方法。在安.全設計環(huán)節，將是嚴格的.不能按照總體方法處理安.全問(wèn)題，每件都代表一個(gè)特定的安.全要求，從而分解安.全問(wèn)題；在后續的測試和驗證過(guò)程中，通過(guò)驗證安.全要求.是否已經(jīng)完成，選擇累積形式，逐步接近詳細的安.全問(wèn)題，可以使整個(gè)評估過(guò)程更容易實(shí)現，并完成類(lèi)似的優(yōu)化解決方案替代。然而，這種基于安.全要求的測試標準受到要求普及率的極大危害。在低普及率下，安.全需求積累水平不足，無(wú)法充分明確汽車(chē)的安.全系數。因此，如何盡可能多地找到它？.對智能網(wǎng)聯(lián)車(chē)子電磁抗擾檢測所面臨的另一個(gè)考驗是明確和檢測安.全要求。

第三個(gè)是檢測量的測試

顯然，測試的安.全要求越高，結果就越接近最終的完整性安.全認證結果。然而，大量的安.全需求會(huì )提高測試量的可燃性ISO26262道路車(chē)輛作用安.全的定義，造成.人身和經(jīng)濟損失的危害是內部傷害與外部操作場(chǎng)景的結合。由于同一內部傷害與不同的外部操作場(chǎng)景的結合，傷害事件的安.全風(fēng)險和損害結論可能會(huì )有很大的不同。因此，為了保證檢測的有效性和高普及率，有必要了解所有可能的車(chē)輛狀態(tài)和每個(gè)操作場(chǎng)景的匹配。

但問(wèn)題也隨之而來(lái)，一方面，ISO26262動(dòng)作檢測標準關(guān)注系統異常行為的危害，包括預測行為的停止和非預測行為的產(chǎn)生，然后研究上述故障行為的來(lái)源，包括任何硬件無(wú)效和系統無(wú)效。也就是說(shuō)，從功能安.全的角度來(lái)看，有很多原因應該考慮內部傷害；另一方面，必須綜合考慮可能的路面特性(路面幾何結構).拓撲結構.地面特性等).環(huán)境特性(溫度).溫度.不同濕度的時(shí)間段等。.交通特征(其他交通參與者的數量).工作狀態(tài).與本車(chē)相比的位置信息等)。由內部和外部?jì)蓚€(gè)復雜選項組成的檢測場(chǎng)景數量巨大。此外，電磁抗干擾檢測規定的不同頻段.強度.極化方法.由于調制方式的干擾信號，最終形成的智能聯(lián)網(wǎng)車(chē)輛電磁抗干擾檢測場(chǎng)景數量驚人，在合理的時(shí)間和成本下無(wú)法完成完整的場(chǎng)景.全工況電磁抗擾檢測。也就是說(shuō)，現實(shí)中很難實(shí)現智能聯(lián)網(wǎng)車(chē)輛電磁抗擾的差舉檢測，必須找到更高效的檢測理念和測試標準。

最后，對整體安.全隱患的測試。整車(chē)功能的安.全完成并不意味著(zhù)整車(chē)級別的安.全完成。除了功能安.全和功能安.全外，整車(chē)級別的安.全還包括兩個(gè)方面：預期功能安.全和網(wǎng)絡(luò )安.全。從最基本的功能完成（即只關(guān)注目標功能是否能夠正常完成，而較少關(guān)注或基本不關(guān)注外部操作場(chǎng)景的小范圍變化），功能安.全在功能完成的前提下增加風(fēng)險判斷，旨在明確預測功能是否能夠準確完成，注重實(shí)現的準確性和質(zhì)量；在預期功能安.全的情況下，在確保預測功能已經(jīng)適當完成的情況下，將預測功能與實(shí)際需要進(jìn)行比較，并觀(guān)察預測功能是否能夠滿(mǎn)足特定場(chǎng)景使用的要求；當網(wǎng)絡(luò )安.全具有完整性的預測功能時(shí)，討論外部有意入侵行為是否會(huì )對預測功能的完整性產(chǎn)生影響。這些方面緊密相連，相互補充。

因此，在實(shí)施智能網(wǎng)絡(luò )車(chē)輛電磁抗擾檢測時(shí)，傳統電磁抗擾檢測所關(guān)注的功能完成問(wèn)題在安.全層面上是不夠的。安.全問(wèn)題的妥善處理必須從四個(gè)角度設計和實(shí)施?？偟膩?lái)說(shuō)，上述挑戰實(shí)際上是測試用例設計中面臨的難題。也就是說(shuō)，對于確保智能網(wǎng)絡(luò )汽車(chē)安.全的電磁抗擾試驗來(lái)說(shuō)，窮舉檢測是不現實(shí)的，所以如果你想開(kāi)發(fā)一套行業(yè)可接受的電磁抗擾試驗標準，你需要凝聚功能試驗。智能網(wǎng)絡(luò )汽車(chē)，或無(wú)人駕駛汽車(chē)的安.全尤為重要，如何在凝聚功能測試的同時(shí)，確保其電磁安.全能夠達到或超過(guò)當前汽車(chē)的水平，這要求設計師對智能網(wǎng)絡(luò )汽車(chē)的新功能、特點(diǎn)，以及與其他軟件（如動(dòng)力、底盤(pán)、轉換）的關(guān)系有更深入的了解，可以從各種故障行為、外部場(chǎng)景和危害的角度，整理出智能網(wǎng)絡(luò )汽車(chē)必須驗證的功能測試集，并在各種功能測試下必須關(guān)心車(chē)輛參數水平，這需要相關(guān)技術(shù)人員在探索中逐步完善。

智能聯(lián)網(wǎng)汽車(chē)之所以被稱(chēng)為智能聯(lián)網(wǎng)，是因為它配備了各種可以識別周?chē)h(huán)境的傳感器和可以與非視距外部設備通信的無(wú)線(xiàn)通信設備，使汽車(chē)具有適當識別周?chē)暯呛头且暰鄡拳h(huán)境并做出相應反應的水平。傳統汽車(chē)在進(jìn)行電磁兼容測試時(shí)，一般只規定實(shí)驗環(huán)境的電磁環(huán)境干凈，汽車(chē)在實(shí)驗環(huán)境中可以達到一定的速度；智能聯(lián)網(wǎng)汽車(chē)需要在實(shí)驗環(huán)境中模擬路面環(huán)境，與車(chē)輛正?；?dòng)，方便欺騙車(chē)載傳感器和無(wú)線(xiàn)通信設備，誤認為車(chē)輛確實(shí)在道路上運行，相應的智能，聯(lián)網(wǎng)功能可以正常激勵。這些要求對測試條件進(jìn)行了巨大的測試。

首先，這需要一系列的輔助設備。例如，激話(huà)自動(dòng)巡航系統（ACC）自動(dòng)緊急制動(dòng)系統（AEB）在進(jìn)行電磁兼容功能測試時(shí)，需要使用雷達目標模擬器或角反射器...其次，在實(shí)驗環(huán)境中，沒(méi)有障礙物和目標特征接近道路環(huán)境，可能導致車(chē)載智能網(wǎng)絡(luò )功能異常打開(kāi)或不能正常打開(kāi)附加元素，如反射特性和車(chē)載雷達系統目標，或特別是灰色和特別明亮會(huì )影響車(chē)載攝像頭的工作照明等。

這需要在實(shí)驗前對實(shí)驗環(huán)境進(jìn)行合理的調整和校準。除了使用大量類(lèi)型的機器來(lái)完成其測試環(huán)境的特殊要求外，智能聯(lián)網(wǎng)汽車(chē)的電磁抗擾測試還為測試設備提供了更高的技術(shù)標準：在智能聯(lián)網(wǎng)系統的輻射抗擾測試中，必須確保測試設備不會(huì )受到增加的電磁騷擾的影響，否則無(wú)法判斷測試結果中的功能或功能是由于測試設備或汽車(chē)本身的抗擾特性不足造成的；在極（）端情況下，由于輻射抗擾測試的高場(chǎng)強度，測試設備也會(huì )被破壞。這也使得許多智能聯(lián)網(wǎng)汽車(chē)路試、臺架測試和模擬測試常用設備不能用于電磁兼容測試，emc測試設備應進(jìn)行特殊的設計處理。