嘉峪检测网 2025-06-20 16:55
导读：本文主要针对现有高压产品的测试标准，进行分析与解读，给出建议。
新能源高压产品电磁兼容测试标准分析与解读
摘要：随着电动汽车的高速发展，新能源汽车产品需求大幅增长，但由此引发的电磁兼容问题也日益增多。为了更好地管控和测试高压产品，本文对当前国际国内电磁兼容测试标准进行了分析和解读，并结合高压产品实际测试经验，总结了影响测试结果的因素以及测试方法的差异。
关键词： 新能源；电磁兼容；标准
0 引言
在电动汽车中，高压带电器件主要包括动力电池、驱动电机、高压配电箱（PDU）、电动压缩机、直流变换器（DC/DC）、车载充电机（OBC）以及高压线束等。这些器件共同构成了电动汽车的高压系统，其中动力电池、驱动电机和高压控制系统是新能源电动汽车的三大核心部件 [11]。
随着电动车产业的快速发展，高压电气电子产品也迎来了高速增长，但同时也带来了电磁辐射污染问题。高压大电流导致车内电磁环境受到严重污染，因此，高压产品电磁兼容性能的设计与管控变得至关重要。为此，国家标准化委员会已开始修订相关高压产品的测试规范，以约束其电磁兼容性能[22]。
本文主要针对现有高压产品的测试标准，进行分析与解读，给出建议。
1 新能源汽车产品测试要求
目前主流高压产品主要包含：电池包与动力电池管理系统BMS、驱动电机与电机控制器MCU、车载充电器OBC、DC/DC等高压产品。新能源汽车产品在整车法规测试中所贡献的电磁干扰较多，甚至会引起法规测试超标等情况。因此，新能源汽车产品的单体电磁兼容测试显得至关重要，高压产品不同于低压产品，涉及强电压、大电流、测试方法和测试等级的制定成为关键点，目前企业主要依据参考ECER10.05、CISPR25-2016、GBT18655-2018标准制定测试等级要求。
电磁兼容测试一般要求贴近整车实际工况，新能源汽车在测试过程中尽可能去接近高压产品单体在整车中的实际工作条件。因此，电磁兼容实验室测试能力要求也较高，涉及到需要有强电压、大电流、大功率负载等设备，特别对于电机控制器加载测试要求较高，需要满足电磁兼容要求的加载装置，目前市场上主要是Bluebox、水力测功机等方式加载[55]。表1给出了新能源汽车测试等级参考。
1 新能源高压产品测试等级（参考）
|
测试项目 |
零部件电磁辐射发射 |
电磁辐射抗扰度 |
大电流注入抗扰度 |
静电放电干扰 |
|---|---|---|---|---|
|
参考标准 |
GB/T18655-2018 |
GB/T36282-2017 |
GB/T36282-2017 |
GB/T36282-2017 |
|
测试频段 |
150kHz～2.5GHz |
200MHz～2GHz |
20MHz～200MHz |
—— |
|
等级要求 |
等级3（具体用户自定义参考标准） |
30V/m |
60mA |
接触放电：8kV |
2 新能源汽车产品EMC 测试标准概述
电磁兼容标准要求电子电机设备相关产品必须符合辐射干扰与传导干扰发射规格，以及辐射抗干扰性能与传导抗干扰性能规格。为了验证电子电机设备EMC 设计是否良好，必须在研发的整个过程中，对各种电磁干扰源发射干扰、传输特性及受干扰设备能否满足抗干扰性能测试，验证设备是否符合相关电磁兼容性标准和规范，电磁兼容性测试包含电磁干扰测试（EMI）及电磁抗干扰测试（EMS）。
2.1 EMI 测试标准
新能源汽车产品EMI 测试标准主要依据ECER10.05、CISPR25-2016、GB/T18655-2018、GBT36282-2018 等，标准针对典型的产品给出了测试布置图、推荐限值、测试频段等内容，同时测试频段分别列出了不同频段所代表的信息。汽车厂家标准主要是依据参考该国际与国内标准进行制定企业标准，企业标准相对于推荐标准更为严格，表2 是GBT36282-2017 标准部分推荐限值。
表2 窄带电磁辐射发射限值
|
频率f/MHz |
30~75 |
75~400 |
400~1000 |
|---|---|---|---|
|
场强/ (dBμV/m) |
52-25.13lg(f/30) |
42+15.13lg(f/75) |
53 |
注：在30MHz~75MHz频率范围内，限值随频率的对数呈线性减小；在75MHz~400MHz频率范围内，限值随频率的对数呈线性增加。
表3 宽带电磁辐射发射限值
|
频率f/MHz |
30~75 |
75~400 |
400~1000 |
|---|---|---|---|
|
场强/ (dBμV/m) |
62-25.13lg(f/30) |
52+15.13lg(f/75) |
63 |
注：在30MHz~75MHz频率范围内，限值随频率的对数呈线性减小；在75MHz~400MHz频率范围内，限值随频率的对数呈线性增加。
2.2 EMS 测试标准
新能源汽车产品EMS 测试标准目前主要依据ISO 系列国际标准、GBT33014 系列国内标准，主要涵盖频段范围10kHz～6GHz，分别采用不同的辐射抗扰耦合方式在电波暗室（屏蔽室）模拟生活中电磁干扰的现象 [10]。该类标准主要是针对汽车电子电器12V 或24V 系统的产品，针对高压产品并未给出具体的测试等级推荐与测试布置要求。目前针对高压产品抗扰类的标准正在逐步完善与更新，测试布置主要参考CISPR25-2016、GB/T18655-2018、ECER10 标准进行。部分企业标准会根据自身产品特点，制定测试计划，提供测试布置图和测试等级。
3 新能源汽车产品测试方法解读
3.1 EMI 测试方法
新能源汽车产品在正常工作过程中通过自身功率器件产生谐振干扰，通过线束传导耦合（辐射耦合）影响车内其他用电器的正常工作。因此，国际、国内以及车企要求电子产品需要测试高低频电磁场辐射强度，主要方法包含宽窄带电磁辐射发射、传导发射等测试方法 [11]。
目前针对电机及其控制器采用GBT36282-2018标准进行测试，其EMI测试包含宽窄带电磁辐射测试，标准给出了电机加载要求，转速为额定转速的50%，扭矩为额定扭矩的50%，机械输出负载达到持续功率的20%[12]。其余高压电池包、DCDC变换器、车载充电机OBC等典型产品未给出相应的测试标准，目前主要依据ECER10、CISPR25-2016、GBT18655-2018等标准规定的方法进行测试。EMI测试方法相对简单，难点在于产品规格的各不一致，导致测试布置图需要仔细研究，满足标准要求。
3.2 EMS测试方法
目前国际、国内针对高压产品抗干扰测试方法主要是依据低压等级的要求执行，方法包含电磁辐射抗扰度（电波暗室法、大电流注入法、车载发射机模拟法）、磁场干扰度、手持天线干扰度、沿电源线的瞬态传导抗扰度、静电放电抗扰度。主要考察产品自身抗干扰能力、电源（信号）线抗干扰能力 。电机及其控制器给出了测试布置图，其余高压产品的测试布置图目前主要参考EMI测试布置图，下图电机及其控制器BCI法的辐射抗扰度实验布置示例。
关于新能源产品高压电源线的传导耦合抗扰度，目前国际标准ISO7637-4即将发布。该标准通过给高压电源线施加电源纹波、脉冲正弦波、低频正弦等干扰信号，测试高压产品的抗干扰性能[14]。
EMS测试方法较多，各方法测试频段不同、测试等级不同，对产品施加的电磁干扰也不相同。因此，在制定测试计划时需要根据产品情况选择合适的测试方法与等级。
4 思考与建议
4.1 EMI测试结果影响因素
随着新能源高压产品的研发投入，测试需求也越来越大，因此，各类产品外形之间的差异也较大，对于测试布置要求越来越高，测试过程中，需要仔细研究测试布置。线束长度标准根据电磁波波长与频段之间的关系，严格给出了标准长度要求，因此在测试过程中严格按照标准要求，否则测试布置不规范会影响产品测试结果的准确性；测试过程中严格根据标准或产品要求是否接地，接地方式也会对测试结果产生影响；测试过程中对于天线与产品之间的距离测量达到精确，否则在测试辐射发射时会对结果产生影响；传导发射测量过程中对于线束长度要严格根据标准要求，否则会影响测试结果。电磁兼容测试必须严谨按照标准要求进行产品的测试，线束的改变、位置的移动都会对测试结果产生影响[15。
4.2 EMS测试不同方法之间差异
新能源产品自身具有强电流高电压的特点，与12V/24V由于BMS集成于电池包内部，整个产品由金属外壳包裹而成，对于辐射抗干扰-电波暗室法、手持天线等测试方法进行试验时电磁辐射耦合存在反射等情况，但是大电流注入法能够通过线束耦合进入产品内部，实现抗扰性能的测试，因此在选择EMS产品测试时需要根据产品自身的特点，选择最优电磁抗扰的测试方法。
5 结语
本文主要通过新能源高压产品电磁兼容测试要求切入，通过分析目前高压产品测试标准，结合高压产品特点与测试标准要求，详细解读了标准测试限值、测试方法等；根据高压产品测试实际测试经验，为高压产品测试结果的影响因素、测试方法的选择提供了参考建议；目前市面上很多厂家开始研制集成化高压产品，采用多个产品集成于一体，因此，目前对于高压产品电磁兼容测试标准方法的研究显得越来越重要。
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