2024年6月10日发(作者：摩妙芙)
新能源汽车零部件电磁兼容测试及案例分析
摘要：随着新能源汽车和智能网联汽车的不断发展，汽车电气系统在整车成本的占比
不断上升，车内及车外的电磁环境也更加复杂；同时，汽车EMC法规要求也越来越严格，
使得传统的汽车EMC试错整改方法成本大幅度提高。如何在复杂的汽车电磁环境条件下，
以可控的成本研发出一款EMC性能较高的汽车产品，已经成为各个主机厂亟待解决的问题。
关键词：新能源汽车零部件电磁兼容 电机控制系统
引言
近年来，国家相关部门针对充电桩质量安全问题出台了多项国家标准，要求相关企业
和机构对充电桩进行强制检测，例如GB／T34657.1—2017标准用于规范充电桩的兼容性
测试与生产制造过程控制GB／T20234系列标准对电动汽车的交直流充电接口功能与技术
指标进行了规定。同时为了保证充电桩的质量，需要建立检测标准和检测机构对各个厂家
生产的充电桩产品进行型式试验和检测认证。尽管目前国内充电桩测试装备制造企业已具
备充电桩测试解决方案，但在一定程度上存在产品功能不完善、测试自动化程度偏弱、操
作流程复杂、规范化和标准化不够等问题。直流充电桩现场测试装置的标准化、规范化也
是亟待解决的问题。针对上述问题，本文设计研发了一种便携式模块化直流充电桩测试装
置，该装置采用兼顾电磁兼容和电磁屏蔽的模块化设计，可对充电桩的互联互通、输出性
能、计量计费等实现一体化、便携式检测，从而能保证充电桩的建设投入与稳定运行。装
置中的模块支持盲拔插，便于用户的使用和维护，为直流充电桩现场测试装置提供了一个
合理的解决方案。
1新能源汽车电磁兼容概述
电磁兼容性是指设备或者系统在其电磁环境中能正常工作，而且不对该环境中其它任
何事物构成不能承受的电磁骚扰。新能源汽车由于处于很复杂的电磁环境中，而且车上的
电子电气设备繁多，设备的电磁敏感度也各不相同。为达到电磁兼容性的设计要求，就要
分析各种电磁干扰源，确定干扰路径和耦合方式，然后根据具体情况采取有效的抑制干扰、
消除干扰的措施。这些措施包括正确选择元器件、合理布局配线、采取有效的屏蔽、滤波
和接地措施等。另外，对于电动汽车上的DCDC和电控系统，还应注意从源头设计上增强
系统的抗电磁干扰能力。新能源汽车中除了三电(电机、电池和电控)外,还有一个很重要的
零部件系统部分——高压电气系统。高压电气系统的作用是把燃料电池、动力电子元器件、
零部件，以及电机等全部连在一起。与传统燃料汽车相比，新能源车从轻度混合、中度混
合、全混合，到全电动车发展的进程中，电压也逐级升高。欧美发达国家十分重视对汽车
电磁兼容性的研究，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。
2标准内容框架
新能源汽车充电时需要连接电网，而电网不可避免地会携带一些副产品，比如谐波和
间接雷等，这些不仅容易导致电动汽车充电中断，严重时甚至能够损坏车辆的充电系统。
目前，新能源汽车电磁兼容测试相关标准较多，GB/T 18387-2017标准以GISPR 36草案
为基础，针对150kHz～30MHz车辆电磁场发射进行测试；GB/T 17626.4标准主要测试
内容为沿交流电源线电快速瞬变脉冲群抗扰测试；GB/T17619-1998 标准提供了机动车电
子电器组件的电磁辐射抗扰性限值和测量方法。本次案例涉及的标准主要有GB/T 17626.4、
GB 12668.3-2003等。标准内容包括整车充电辐射发射、传导发射、谐波发射、电压变化、
电压波动和闪烁发射、充电辐射抗扰、电快速脉冲群（EFT）、浪涌等诸多电动汽车充电时
需要重点考察的测试项目，下面给予简单介绍。辐射发射：测量被测样品通过空间传播的
辐射骚扰场强。传导发射：测量被测样品工作时通过电源线、信号线/控制线、地线传输出
去的传导骚扰信号强度。辐射抗扰：通过模拟一定强度的电磁辐射环境，考察被测样品的
电磁场辐射抗扰能力。谐波发射：考察车辆充电时，车辆或者是车辆与供电设备组成的系
统产生的谐波电流对电网的影响。电压变化、电压波动和闪烁发射：考察车辆充电时，车
辆或者是车辆与供电设备组成的系统引起的电压变化对电网的影响。
3现有测试系统存在的问题
（1）部分测试设备没有集成化，一次完整的测试需要准备多个测试仪器，前期准备时
间较长。（2）测试装置多样，现场测试携带不够方便，通常至少需要2位操作人员完成，
人工成本高。（3）装置随机摆放，没有考虑电磁兼容问题，也没有进行屏蔽处理，容易产
生电磁干扰，导致不同测试环境下的测试精度存在很大差别；同时多种装置的复杂接线也
会带来安全隐患。
4变频器位置改变的案例研究
利用本文所提出的方法，进一步的设计探索可以评估可能的设计变化对干扰水平的影
响。如前所述，交流束中流动的共模电流是安装在同一车辆上的调幅天线受到射频干扰的
主要来源。因此，了解逆变器模块的位置对干扰的影响显得尤为重要。如图1所示，逆变
器模块最初安装在车身内，与安装在发动机缸体中的电机分离，有一个交流束连接逆变器
模块和电机。由于该交流束是对调幅天线造成射频干扰的主要来源，因此，进一步研究了
设计上的变化，将逆变器模块移近电机并安装在发动机缸体中。如图1所示，利用该方法
计算并比较了两种情况下调幅天线端口的耦合噪声电压。很明显，通过缩短交流束的长度
来改变设计可以大大减少干扰。
图1 改变逆变器模块的位置及其对调幅天线射频干扰的影响
5 EMC正向开发体系主要内容
5.1零部件管控
零部件是整车EMC问题的源头，零部件的EMC管控，首先要进行零部件EMC类型
的划分，零部件重要性等级的划分，以此来确定零部件EMC目标，然后再对零部件的
EMC设计手段进行确认，对零部件的EMC试验计划、试验方案和试验报告进行审核，以
最终得出零部件的EMC风险评估。从零部件前期设计到后期试验，多角度进行管控，从源
头上减少整车EMC问题。
5.2抗扰类技术要求
该标准的抗扰类通用要求为：试验前，车辆可充电储能系统的荷电状态应处在20％～
80％之间。交流充电的充电电流应不小于车辆持续最大充电电流值的20％；直流充电的充
电电流应不小于20A或车辆持续最大充电电流值的20％，取两者较大值。抗扰度测试前，
应操作车辆，使车辆驱动系统处于不同工作状态，在所有可能的状态下进行充电功能验证，
选择可进行正常充电且优先级较高的状态作为车辆抗扰度测试状态。
5.3整车EMC设计检查
在整车布置及电气系统设计初步完成之后，从EMC的角度，对电气系统进行特性分析
和设计检查，以此来得出整车EMC风险评估报告，然后对较大的风险问题进行评估整改，
以降低整车的EMC风险水平。同时风险评估结果也可以作为后期试验阶段EMC问题整改
的一个辅助：因为每个主机厂的车型设计是存在延续性的，通过对风险点的跟踪，可以把
暴露出问题的风险点进行着重整改和落实，对一直没有形成问题的风险点进行简化跟踪处
理，这样就可以通过积累，逐步提升后续车型的EMC性能。
结束语
（1）该电机控制器低压系统和高压系统的相互串扰比较明显；（2）高压系统在低于
120MHz时辐射信号强于低压系统，特别是150kHz—3MHz尤为严重。（3）低压系统在
150kHz—2.5GHz频率范围内均有明显的辐射信号。
参考文献
[1]张葵葵,唐黄正.汽车ECU电源管理系统设计时避免电磁干扰的对策[J].内燃机与配
件,2019(23):52-54
[2]王惠.汽车电磁波干扰故障处理与预防措施探讨[J].科技风,2019(34)
[3]严淋.电磁损耗型共模电流抑制器设计制备与表征[D].南京邮电大学,:10.
[4]刘恒洲.CAN总线电磁干扰效应研究[D].厦门理工学院,2019.
[5]张莹,周在芳,张倩.汽车线束电磁兼容设计规范及故障案例分析[J].内燃机与配
件,2019(22):
2024年6月10日发(作者：摩妙芙)
新能源汽车零部件电磁兼容测试及案例分析
摘要：随着新能源汽车和智能网联汽车的不断发展，汽车电气系统在整车成本的占比
不断上升，车内及车外的电磁环境也更加复杂；同时，汽车EMC法规要求也越来越严格，
使得传统的汽车EMC试错整改方法成本大幅度提高。如何在复杂的汽车电磁环境条件下，
以可控的成本研发出一款EMC性能较高的汽车产品，已经成为各个主机厂亟待解决的问题。
关键词：新能源汽车零部件电磁兼容 电机控制系统
引言
近年来，国家相关部门针对充电桩质量安全问题出台了多项国家标准，要求相关企业
和机构对充电桩进行强制检测，例如GB／T34657.1—2017标准用于规范充电桩的兼容性
测试与生产制造过程控制GB／T20234系列标准对电动汽车的交直流充电接口功能与技术
指标进行了规定。同时为了保证充电桩的质量，需要建立检测标准和检测机构对各个厂家
生产的充电桩产品进行型式试验和检测认证。尽管目前国内充电桩测试装备制造企业已具
备充电桩测试解决方案，但在一定程度上存在产品功能不完善、测试自动化程度偏弱、操
作流程复杂、规范化和标准化不够等问题。直流充电桩现场测试装置的标准化、规范化也
是亟待解决的问题。针对上述问题，本文设计研发了一种便携式模块化直流充电桩测试装
置，该装置采用兼顾电磁兼容和电磁屏蔽的模块化设计，可对充电桩的互联互通、输出性
能、计量计费等实现一体化、便携式检测，从而能保证充电桩的建设投入与稳定运行。装
置中的模块支持盲拔插，便于用户的使用和维护，为直流充电桩现场测试装置提供了一个
合理的解决方案。
1新能源汽车电磁兼容概述
电磁兼容性是指设备或者系统在其电磁环境中能正常工作，而且不对该环境中其它任
何事物构成不能承受的电磁骚扰。新能源汽车由于处于很复杂的电磁环境中，而且车上的
电子电气设备繁多，设备的电磁敏感度也各不相同。为达到电磁兼容性的设计要求，就要
分析各种电磁干扰源，确定干扰路径和耦合方式，然后根据具体情况采取有效的抑制干扰、
消除干扰的措施。这些措施包括正确选择元器件、合理布局配线、采取有效的屏蔽、滤波
和接地措施等。另外，对于电动汽车上的DCDC和电控系统，还应注意从源头设计上增强
系统的抗电磁干扰能力。新能源汽车中除了三电(电机、电池和电控)外,还有一个很重要的
零部件系统部分——高压电气系统。高压电气系统的作用是把燃料电池、动力电子元器件、
零部件，以及电机等全部连在一起。与传统燃料汽车相比，新能源车从轻度混合、中度混
合、全混合，到全电动车发展的进程中，电压也逐级升高。欧美发达国家十分重视对汽车
电磁兼容性的研究，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。
2标准内容框架
新能源汽车充电时需要连接电网，而电网不可避免地会携带一些副产品，比如谐波和
间接雷等，这些不仅容易导致电动汽车充电中断，严重时甚至能够损坏车辆的充电系统。
目前，新能源汽车电磁兼容测试相关标准较多，GB/T 18387-2017标准以GISPR 36草案
为基础，针对150kHz～30MHz车辆电磁场发射进行测试；GB/T 17626.4标准主要测试
内容为沿交流电源线电快速瞬变脉冲群抗扰测试；GB/T17619-1998 标准提供了机动车电
子电器组件的电磁辐射抗扰性限值和测量方法。本次案例涉及的标准主要有GB/T 17626.4、
GB 12668.3-2003等。标准内容包括整车充电辐射发射、传导发射、谐波发射、电压变化、
电压波动和闪烁发射、充电辐射抗扰、电快速脉冲群（EFT）、浪涌等诸多电动汽车充电时
需要重点考察的测试项目，下面给予简单介绍。辐射发射：测量被测样品通过空间传播的
辐射骚扰场强。传导发射：测量被测样品工作时通过电源线、信号线/控制线、地线传输出
去的传导骚扰信号强度。辐射抗扰：通过模拟一定强度的电磁辐射环境，考察被测样品的
电磁场辐射抗扰能力。谐波发射：考察车辆充电时，车辆或者是车辆与供电设备组成的系
统产生的谐波电流对电网的影响。电压变化、电压波动和闪烁发射：考察车辆充电时，车
辆或者是车辆与供电设备组成的系统引起的电压变化对电网的影响。
3现有测试系统存在的问题
（1）部分测试设备没有集成化，一次完整的测试需要准备多个测试仪器，前期准备时
间较长。（2）测试装置多样，现场测试携带不够方便，通常至少需要2位操作人员完成，
人工成本高。（3）装置随机摆放，没有考虑电磁兼容问题，也没有进行屏蔽处理，容易产
生电磁干扰，导致不同测试环境下的测试精度存在很大差别；同时多种装置的复杂接线也
会带来安全隐患。
4变频器位置改变的案例研究
利用本文所提出的方法，进一步的设计探索可以评估可能的设计变化对干扰水平的影
响。如前所述，交流束中流动的共模电流是安装在同一车辆上的调幅天线受到射频干扰的
主要来源。因此，了解逆变器模块的位置对干扰的影响显得尤为重要。如图1所示，逆变
器模块最初安装在车身内，与安装在发动机缸体中的电机分离，有一个交流束连接逆变器
模块和电机。由于该交流束是对调幅天线造成射频干扰的主要来源，因此，进一步研究了
设计上的变化，将逆变器模块移近电机并安装在发动机缸体中。如图1所示，利用该方法
计算并比较了两种情况下调幅天线端口的耦合噪声电压。很明显，通过缩短交流束的长度
来改变设计可以大大减少干扰。
图1 改变逆变器模块的位置及其对调幅天线射频干扰的影响
5 EMC正向开发体系主要内容
5.1零部件管控
零部件是整车EMC问题的源头，零部件的EMC管控，首先要进行零部件EMC类型
的划分，零部件重要性等级的划分，以此来确定零部件EMC目标，然后再对零部件的
EMC设计手段进行确认，对零部件的EMC试验计划、试验方案和试验报告进行审核，以
最终得出零部件的EMC风险评估。从零部件前期设计到后期试验，多角度进行管控，从源
头上减少整车EMC问题。
5.2抗扰类技术要求
该标准的抗扰类通用要求为：试验前，车辆可充电储能系统的荷电状态应处在20％～
80％之间。交流充电的充电电流应不小于车辆持续最大充电电流值的20％；直流充电的充
电电流应不小于20A或车辆持续最大充电电流值的20％，取两者较大值。抗扰度测试前，
应操作车辆，使车辆驱动系统处于不同工作状态，在所有可能的状态下进行充电功能验证，
选择可进行正常充电且优先级较高的状态作为车辆抗扰度测试状态。
5.3整车EMC设计检查
在整车布置及电气系统设计初步完成之后，从EMC的角度，对电气系统进行特性分析
和设计检查，以此来得出整车EMC风险评估报告，然后对较大的风险问题进行评估整改，
以降低整车的EMC风险水平。同时风险评估结果也可以作为后期试验阶段EMC问题整改
的一个辅助：因为每个主机厂的车型设计是存在延续性的，通过对风险点的跟踪，可以把
暴露出问题的风险点进行着重整改和落实，对一直没有形成问题的风险点进行简化跟踪处
理，这样就可以通过积累，逐步提升后续车型的EMC性能。
结束语
（1）该电机控制器低压系统和高压系统的相互串扰比较明显；（2）高压系统在低于
120MHz时辐射信号强于低压系统，特别是150kHz—3MHz尤为严重。（3）低压系统在
150kHz—2.5GHz频率范围内均有明显的辐射信号。
参考文献
[1]张葵葵,唐黄正.汽车ECU电源管理系统设计时避免电磁干扰的对策[J].内燃机与配
件,2019(23):52-54
[2]王惠.汽车电磁波干扰故障处理与预防措施探讨[J].科技风,2019(34)
[3]严淋.电磁损耗型共模电流抑制器设计制备与表征[D].南京邮电大学,:10.
[4]刘恒洲.CAN总线电磁干扰效应研究[D].厦门理工学院,2019.
[5]张莹,周在芳,张倩.汽车线束电磁兼容设计规范及故障案例分析[J].内燃机与配
件,2019(22):