新能源汽车电磁辐射测试

Question

如题所述

Answer 1

电动汽车一般都通过了EMC（直译是\"电磁兼容性\"）测试，辐射值都控制在标准以下，都是符合国家标准的，对身体没有伤害：

1、辐射对人体的影响主要包括两部分，第一部分是在频率低于100赫兹时，主要是通过感应电场和感应磁场对人体产生相应的影响；第二部分是在频率更高时，对人体产生热效应，比如红外线，它能导致发热对身体形成热效应；

2、至于感应的电场和感应的磁场，比如感应的电流，跟高压电流是一样的，会影响到人体的电信号。世界卫生组织WHO指出：对于生物体的作用，不同频率的电磁源，对人体作用是不同的，核辐射和非电离辐射不能混在一起；

3、对生物体产生多大的影响，取决于波长（频率）及其能量的大小，并且只有在超过人体补偿机制的生物作用时才会对健康造成有害的影响；

4、电磁辐射的概念非常广泛，从无线电到核辐射，甚至是可见光也属于辐射的范围。电磁环境曝露对生物体的影响，决定于电磁源的波长（频率）及其能量的大小，只有超过人体补偿机制的生物作用才会对健康造成有害影响；

5、在日常生活当中，普通人很难有机会接触到“核辐射”，而至于“医疗辐射”也是在特定流程下面完成操作，影响并不剧烈，而至于手机、微波炉、电吹风等“辐射”并不是“电离辐射”的范畴，它们属于“电磁辐射”或者“非电离辐射”，对人身体的伤害微乎其微。

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Answer 2

BMS是电池组的关键和核心。在实现整车能量管理的同时，它承担着准确估计多种控制方法的功能。汽车电子元件的电磁兼容性能(EMC)指零件在车内和车外电磁环境中顺利运行，不会对其他零件造成无法忍受的电磁骚扰。
BMS整车运行功能的重要性要求其具有良好的电磁兼容性能。
国家标准化管理委员会于2020年3月31日发布GB/T《电动汽车电池管理系统技术条件》3861-2020标准自2020年10月101日起实施。本标准测量电动汽车电池管理系统参数的精度，SOC在要求估算精度、电气适应性和环境适应性的同时，还对其电磁兼容性能提出了要求，包括电磁兼容性检测项目、需要满足的等级要求和相关标准。
本文首先针对这个标准BMS分析了电磁兼容性的标准，然后指出了当前的实际检测BMS比较容易出现EMC最后，在设计阶段给出了一些减少EMC风险建议。
在实验过程中，记录蓄电池管理系统采集的数据(单个或蓄电池组的电压采集通道数量不少于2个，温度采集通道数量不少于1个)，并与检测设备检测的相应数据进行比较。辅助设备(如上位机和监控软件)应采用隔离装置进行隔离。充放电电流不得小于电池管理系统电流测量全范围的2%。
电磁兼容部分，GB/T38661-2020规定了BMS实验项目有两种：电磁骚扰和电磁抗扰。
其中，电磁骚扰试验项目包括电磁传导骚扰和电磁辐射骚扰。参考标准是GB/T1855-2010，都需要满足GB/T三级限值线要求1865-2010。根据具体的试验目标，可以选择电压法和电流探头法进行电磁传导骚扰实验。
GB/T18655-2010的三级限值线是目前大多数原始设备制造商和供应商对零件电磁传导骚扰和电磁辐射骚扰的评价指标，但也有公司根据自身情况制定自己的企业标准限值，并结合这个限值。
尽管评估了电压法和电流法BMS电磁噪声沿线束传播，但电压法仅针对电源线束，电流法采用电流卡钳进行测试，不仅可以测试电源线束的传导噪声，还可以在信号线束上进行评估BMS电磁噪声沿信号线束的传播状态，因此更好地评价BMS电压法和电流探头法的电磁兼容性能是必要的。
另一类测试项目是电磁抗干扰检测。电磁抗干扰检测分为时域抗干扰和频域抗干扰。
针对BMS根据检测频段的不同，试验方法不同。Hz~150kHz主要评价的工作频段BMS根据磁场的抗干扰性能，ISO试验方法为11452-8:2015，实验等级为III级;在1MHz~400MHz根据工作频段GB/T33014.4进行60mA大电流注入电流强度的抗扰度检测;400MHz～2GHz工作频段，30级强级V/m自由场法抗扰度实验。
针对BMS时域电磁抗干扰检测根据时域波型具体区分了时域电磁抗干扰检测。根据电源线临时传导的抗干扰检测GB/T21437.2-2008标准评价将不同方式的额脉冲叠加到BMS电源线上时BMS实验的工作条件和严酷程度为III等级，不同的脉冲根据标准规定。
电源线/控制线临时传导抗扰度检测，干扰信号通过耦合的方式结合BMS评估除电源线以外的其他线束，BMS根据通信等功能状态，GB/T21437.3-2012III试验等级，BMS功能状态需要满足A级要求。
BMS电磁骚扰问题及分析
在检测电池组和管理系统的电磁骚扰时，发现其电磁骚扰超过了电磁骚扰GB/T18655-2010的III水平限值，以电流法为例，对检测结果进行分析和整改。
在50MHz~108MHz在频段中，测量结果的峰值数据和均值数据都有不同程度的超标现象。
电流法测试的实质是检查线束上电磁骚扰信号的能量尺寸。这种信号的根源在于PCB内部高频信号，在PCB在印刷线之间的寄生电容和寄生电感的作用下，在电池组内部布线和机械结构的作用下，沿线束传输到电池组的外部，最后是耦合电流探头。
在正常情况下，有三种不合格的电磁骚扰改进措施：接地、屏蔽和滤波。相对而言，过滤电路的设计最有可能在后期进行工程。在这种情况下，选择设计滤波电路进行整改。具体措施如下：
1)在BMS12V电源线和CAN增加共模扼流圈和Y电容(差模电容)。
2)在I/O在线添加T型滤波器。
整改后的测试结果可以看出，该滤波电路的设计可以将原始超标频带的测试数据减少到限值线以下，而不会导致其他频带超标，并且与限值线有一定的裕度。
BMS电磁抗扰问题及分析
电磁抗扰实验的实质是在外部干扰信号的前提下检查样品的工作状态。对于电池组及其BMS进行GB/T在3861-2020规定的项目中进行电磁抗扰实验时，电磁辐射抗扰实验(ALSE方法)和磁场抗干扰实验都可以检测到，但是当大电流注入实验时，当检测强度为50时mA时，BMS电池组状态无法正常监控。
考虑到后期的工程整改，选择滤波加屏蔽的方进行大电流注入试验的改进措施BMS低压电源电路上增加的滤波电路，并在CAN通信线路增加屏蔽措施。样品在增加上述改进措施后，能够满足标准要求的60项mA抗扰级别要求大电流注入。