為什么電動汽車需要高質(zhì)量的EMC設(shè)計

電磁兼容性 (EMC) 并不是普通人對電動汽車 (EV)的考慮。但是，如果您的職業(yè)涉及設(shè)計它們，這是一個持續(xù)的問題。

EMC 設(shè)計包括三個主要領(lǐng)域：

發(fā)射：與意外或有意將電磁能發(fā)射到環(huán)境中有關(guān)。

易感性：與電氣設(shè)備在受到電磁輻射時發(fā)生故障或無法按預(yù)期運行的可能性有關(guān)。

耦合：與電磁能如何到達電氣設(shè)備有關(guān)。

研究這三個方面有助于電氣工程師了解減輕電動汽車電磁輻射影響的最有效方法。下面詳細了解 EMC 設(shè)計為何如此重要。

汽車必須通過電磁輻射測試

未能在電動汽車制造的所有階段做出深思熟慮的 EMC 設(shè)計決策可能意味著它需要比預(yù)期更長的時間才能進入市場。在嚴(yán)重缺陷的情況下，它可能永遠無法出售。

世界不同地區(qū)都有特定的測試要求，以證明汽車不會因電磁輻射和相關(guān)影響而對其駕駛員、乘客或其他人造成危險。當(dāng)汽車無法滿足 EMC 設(shè)計的最低要求時，汽車制造商可能會失去可觀的盈利能力。此外，他們冒著讓焦急等待購買汽車機會的潛在客戶失望的風(fēng)險。

正如綠色汽車報告功能所詳述的那樣，Rimac C_Two 是一款新型電動汽車的例子，它必須在 2021 年初上市之前滿足監(jiān)管機構(gòu)的要求。它接受了歐盟 ECE R10 標(biāo)準(zhǔn)下的電磁輻射測試。

測試首先將汽車放置在半消音室內(nèi)，以消除外部排放干擾并確保準(zhǔn)確的結(jié)果。在評估期間，車輛在測功機上以一定的速度運行。它還接收到 20 MHz 和 20 GHz 之間的輻射，其中某些組件（例如燈和擋風(fēng)玻璃雨刷器）被激活。

這輛特殊的汽車也有兩種駕駛模式。該測試需要在每一個中運行它，以檢查逆變器和其他硬件是否按預(yù)期工作。如果初步試驗發(fā)現(xiàn)任何問題，車輛將完全拆卸，工程師將在再次嘗試評估之前解決已識別的問題。

EMC 設(shè)計是充電選擇的考慮因素

專家認(rèn)為，到 2030 年，美國道路上將有多達1870 萬輛電動汽車。這比 2018 年使用的約 100 萬輛有了大幅增長。但是，如果消費者對他們的電動汽車充滿信心，這種增長更有可能發(fā)生將他們帶到他們需要去的地方，而不會耗盡電力。畢竟，找到加油站通常比找到電動汽車充電站更容易。不過，正在努力增加電力基礎(chǔ)設(shè)施。

研究人員想知道與電動汽車相關(guān)的電磁干擾 (EMI)是否會干擾植入式起搏器。他們在一項研究中招募了 104 名擁有這些醫(yī)療設(shè)備的人以進行調(diào)查。所有參與者都暴露在與四種最常見的電動汽車模型相關(guān)的電磁場中。研究人員澄清說，隨著電磁場變強，EMI 電位會上升。相關(guān)地，電磁場與電機的功率成正比。

一個測試階段讓參與者坐在汽車的前座上，并放置在測功機上以模擬駕駛。在某些情況下，他們的起搏器距離電磁場不到 5 厘米，人們按照指示達到最大加速和減速率。研究的另一部分讓測試對象在充電站插拔車輛并握住電纜。與此同時，科學(xué)家們檢查了任何異常的起搏器或心臟事件。?

幸運的是，研究人員沒有發(fā)現(xiàn)駕駛或為電動汽車充電會影響起搏器的編程或功能。但是，他們澄清說，為車輛充電時電磁場最強。他們還指出，沿電纜的場強隨著大電流充電而變得更強。因此，研究人員建議繼續(xù)監(jiān)測罕見的不良事件并謹(jǐn)慎行事，因為工程師正在尋找更快地為汽車充電的方法。?

高質(zhì)量的 EMC 設(shè)計支持公共衛(wèi)生

許多年前，甚至在電動汽車普及之前，人們就擔(dān)心電磁場是否會損害人類健康，例如增加患癌癥的風(fēng)險。大量研究表明，駕駛和圍繞電動汽車是安全的。然而，汽車結(jié)構(gòu)的某些變化可能會改變磁場暴露水平。

2019 年的一項研究通過檢查與電動汽車相關(guān)的極低頻(ELF) 磁場暴露來調(diào)查這一問題。研究人員在兩年內(nèi)查看了與三輛此類車輛相關(guān)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。他們測量了汽車在加速過程中和汽車速度保持不變時前后座椅的磁通密度。

研究人員提到 EMC 設(shè)計考慮通常需要使用某些艙室材料來影響磁場分布并利用屏蔽機制來達到預(yù)期的結(jié)果。

結(jié)果表明，駕駛和定期維護并沒有顯著改變磁通密度。然而，讓汽車經(jīng)歷廣泛的變化，例如碰撞后的重建項目，可能會導(dǎo)致更大的變化，值得關(guān)注。作者建議在汽車的整個生命周期中始終注意 ELF 磁場暴露測量。

但是，為市場準(zhǔn)備電動汽車的工程師可以通過提及人們在更換某些組件時要采取的具體預(yù)防措施來提供幫助。也許一個工程團隊做出了一個特定的 EMC 設(shè)計決策，而重大的改動可能會對它產(chǎn)生負(fù)面影響。在這種情況下，他們可能會在用戶手冊或為維修店準(zhǔn)備的文獻中為維修人員提供指導(dǎo)。

深思熟慮的 EMC 設(shè)計支持電動汽車的成功

本概述解釋了為什么在電動汽車中優(yōu)先考慮 EMC 設(shè)計對于使這些汽車發(fā)揮應(yīng)有的性能至關(guān)重要的一些原因。采取正確的步驟來實現(xiàn)電磁兼容性意味著它們不太可能出現(xiàn)意外行為并對用戶構(gòu)成短期或長期風(fēng)險。

EMC 設(shè)計必須始終處于新計劃和新技術(shù)的中心。否則，看似驚人的發(fā)展可能會產(chǎn)生意想不到的后果，從而延遲新車的市場發(fā)布或削弱公眾對其制造商的信任。

? ? ? ?審核編輯：郭婷