一種電磁兼容正向開(kāi)發(fā)驗(yàn)證體系*

唐 偉， 陳 拯， 陸云峰， 孫小寶， 葉 青， 王志強(qiáng)

（奇瑞商用車（安徽） 有限公司， 安徽 蕪湖 241003）

2020年1月1 日， 工信部發(fā)布新版本 《道路車輛 電磁兼容性試驗(yàn)要求和方法》 的電磁兼容新法規(guī)， 該法規(guī)更新試驗(yàn)項(xiàng)目、 強(qiáng)化測(cè)試等級(jí)， 明確如果整車電磁兼容測(cè)試不合格， 產(chǎn)品不能上市。 由于近年我司汽車開(kāi)發(fā)周期變短， 項(xiàng)目預(yù)算減少， 電子化應(yīng)用程度高， 整車電磁兼容一次性通過(guò)率低， 測(cè)試成本高， 在新法規(guī)執(zhí)行后， 整車EMC一次性通過(guò)率會(huì)更低， 整改驗(yàn)證費(fèi)用會(huì)更高。 為此， 建立電磁兼容正向開(kāi)發(fā)驗(yàn)證體系， 可降低整車EMC測(cè)試費(fèi)用， 提升整車電磁兼容合格率。

1 整車電磁兼容合格率低原因分析

通過(guò)對(duì)整車電磁兼容合格率低進(jìn)行5mt原則分析， 確定了以下5個(gè)末端要素。

1） 工程師能力不足： 大部分工程師對(duì)電磁兼容試驗(yàn)不了解， 無(wú)法進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證體系管控。

2） 奇瑞試驗(yàn)驗(yàn)證設(shè)備不全： 試驗(yàn)中心僅有7637-2脈沖機(jī) （僅能測(cè)部件）、 ESD發(fā)生器， 僅能做兩項(xiàng)測(cè)試， 不能滿足整車測(cè)試的需求， 無(wú)法進(jìn)行充分電磁兼容整改驗(yàn)證。

3） 外協(xié)件品質(zhì)不達(dá)標(biāo)： 部分外協(xié)不能提供合格的試驗(yàn)數(shù)據(jù)， 80%整車電磁兼容不合格是由單件不合格造成， 單件電磁兼容品質(zhì)差對(duì)整車造成極大風(fēng)險(xiǎn)。

4） 未使用電磁屏蔽材料： 電磁屏蔽材料可以有效屏蔽電磁波， 保障試驗(yàn)合格率， 奇瑞商用車因成本考慮， 未使用相關(guān)材料， 從而降低了整車合格率。

5） 電磁兼容整改方法不明確： 合格的單件裝車后會(huì)發(fā)生能量耦合、 疊加， 導(dǎo)致系統(tǒng)級(jí)試驗(yàn)不合格， 需要依據(jù)整改方法確定異常電磁波， 快速處理異常能量源頭。

2 電磁兼容正向開(kāi)發(fā)驗(yàn)證體系

2.1 建立單件電磁兼容管控機(jī)制

1） 目標(biāo)分解設(shè)定： 基于新法規(guī)， 對(duì)整車電磁兼容目標(biāo)進(jìn)行區(qū)域化、 功能性電磁兼容目標(biāo)分解， 設(shè)定不同零件的電磁兼容指標(biāo)， 見(jiàn)圖1。

圖1 指標(biāo)圖

2） 建模仿真： P3階段對(duì)零件PCB進(jìn)行建模仿真， 分析磁感應(yīng)線、 電波強(qiáng)度等參數(shù)， 確定能否滿足電磁兼容指標(biāo)要求， 如圖2所示。

圖2 能量圖

3） 供應(yīng)商及第三方試驗(yàn)資源能力確定： 通過(guò)能力驗(yàn)證比對(duì)， 確定不同實(shí)驗(yàn)室的差距， 擇優(yōu)而用， 最大程度減少單件測(cè)試誤差。 表1為比對(duì)方式， 圖3為比對(duì)結(jié)果。

表1 比對(duì)方式

圖3 比對(duì)結(jié)果

4） 關(guān)鍵件測(cè)試指導(dǎo)： 針對(duì)新技術(shù)電器件的電磁兼容試驗(yàn)方法進(jìn)細(xì)化研究， 指導(dǎo)工程師編制測(cè)試指導(dǎo)書(shū) （圖4），提升測(cè)試品質(zhì)。

圖4 產(chǎn)品測(cè)試指導(dǎo)書(shū)

5） 供應(yīng)商電磁兼容測(cè)試支持： 對(duì)供應(yīng)商提供現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試支持， 輔助測(cè)試， 提升品質(zhì)和效率， 如圖5所示。

圖5 測(cè)試進(jìn)展及結(jié)果

6） 零件狀態(tài)一致性確認(rèn)： 明確試驗(yàn)件的樣品狀態(tài)要求， 對(duì)整車電磁兼容車輛狀態(tài)點(diǎn)檢確認(rèn)， 確保試驗(yàn)件與供貨件一致性， 如圖6所示。

圖6 整車EMC試驗(yàn)車輛狀態(tài)點(diǎn)查表

2.2 新電磁兼容整改方法

2.2.1 數(shù)據(jù)離群分析法

將整個(gè)項(xiàng)目沿用報(bào)告基于 “源頭標(biāo)準(zhǔn)、 試驗(yàn)報(bào)告/數(shù)據(jù)” 進(jìn)行全局核查， 基于規(guī)定的離群分析法， 篩除出可疑數(shù)據(jù)量， 如表2所示。

表2 數(shù)據(jù)分析表

2.2.2 系統(tǒng)集成仿真測(cè)試法

1） 對(duì)多個(gè)關(guān)鍵零部件進(jìn)行建模仿真， 分析磁感應(yīng)線、電波強(qiáng)度等參數(shù)， 優(yōu)化異常能量源。

2） 將優(yōu)化后的零件仿真結(jié)果導(dǎo)入到整車模型中， 通過(guò)線束發(fā)射模型分析、 敏感體系統(tǒng)信號(hào)分析等措施確定整車異常發(fā)射源， 可以便捷地從源頭進(jìn)行整改。 圖7為車身表面發(fā)射電流分布圖示。

圖7 車身表面發(fā)射電流分布圖示

2.2.3 電磁轉(zhuǎn)移法

針對(duì)高強(qiáng)電磁波， 在不能使用昂貴電磁吸收材料的前提下， 采用多點(diǎn)搭鐵、 蓄電池濾波等方式轉(zhuǎn)移異常電磁波。

2.2.4 建立EMC近場(chǎng)頻譜測(cè)試方法

通過(guò)建立新的測(cè)量框架， 形成實(shí)際應(yīng)用的近場(chǎng)探頭測(cè)量方法。 EMC近場(chǎng)頻譜法相比標(biāo)準(zhǔn)EMC測(cè)試結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 對(duì)異常區(qū)域可定性鎖定。 圖8為方法框圖， 圖9為執(zhí)行曲線。

圖8 方法框圖

圖9 執(zhí)行曲線

3 應(yīng)用及推廣

該改善成果已應(yīng)用在奇瑞商用車開(kāi)發(fā)的各類車型上，包括捷途、 開(kāi)瑞等品牌， 通過(guò)售后跟蹤以及國(guó)家抽查結(jié)果反饋， 未出現(xiàn)電磁兼容失效的情況， 改進(jìn)成果有效， 并對(duì)各個(gè)車型特點(diǎn)形成一車一案的技術(shù)創(chuàng)新案例指導(dǎo)書(shū)， 對(duì)奇瑞股份、 奇瑞新能源進(jìn)行技術(shù)宣貫、 傳授， 提升了整體奇瑞集團(tuán)的電磁兼容開(kāi)發(fā)驗(yàn)證能力。 經(jīng)財(cái)務(wù)核算， 2020 年EMC整 改 驗(yàn) 證 費(fèi) 用 降 低411.2 萬(wàn) 元， 降 幅 達(dá)93%； 2021 年EMC整改驗(yàn)證費(fèi)用降低167萬(wàn)元， 降幅達(dá)93%。

通過(guò)建立單件電磁兼容管控機(jī)制及電磁兼容正向開(kāi)發(fā)驗(yàn)證體系， 提升了整車電磁兼容開(kāi)發(fā)驗(yàn)證能力， 降低了項(xiàng)目開(kāi)發(fā)成本， 確保了奇瑞商用車符合上市準(zhǔn)則。

基于該改善成果的建立， 已形成了發(fā)明專利二項(xiàng)： ①ZL 2018 1 0870403.X一種TBOX天線方向性測(cè)試用工裝及其測(cè)試方法； ②ZL 2016 1 0503405.7遙控鑰匙專用的雜散發(fā)射測(cè)試專用機(jī)器手專利。