EMC（Electro Magnetic Compatibility，電磁兼容性）是指設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中符合要求運(yùn)行并不對(duì)其環(huán)境中的任何設(shè)備產(chǎn)生無法忍受的電磁干擾的能力。

    簡(jiǎn)單來說，EMC包括了EMI（ElectroMagnetic Interference，電磁干擾)和EMS（Electro Magnetic Susceptibility，電磁敏感性)。EMI是指設(shè)備在正常運(yùn)行過程中對(duì)所在環(huán)境產(chǎn)生的電磁干擾；EMS是指汽車電磁鐵器具對(duì)所在環(huán)境中存在的電磁干擾所具有的一定程度的抗擾度。EMI是主動(dòng)性的，即對(duì)外界產(chǎn)生的干擾，EMS是被動(dòng)性的，即抵抗外界的干擾。所以對(duì)設(shè)備的EMC要求就是：減少對(duì)別人的干擾，同時(shí)自身能抵抗相當(dāng)程度的外界干擾。

    EMC的歷史背景

    17世紀(jì)，英國(guó)礦井工人發(fā)現(xiàn)，金絲雀對(duì)瓦斯這種氣體十分敏感。空氣中哪怕有極其微量的瓦斯，金絲雀也會(huì)停止歌唱；而當(dāng)瓦斯含量超過一定限度時(shí)，雖然魯鈍的人類毫無察覺，金絲雀卻早已毒發(fā)身亡。當(dāng)時(shí)在采礦設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)陋的條件下，工人們每次下井都會(huì)帶上一只金絲雀作為“瓦斯檢測(cè)指標(biāo)”，以便在危險(xiǎn)狀況下緊急撤離。

    20世紀(jì)20年代末開始普及的車載收音機(jī)，也在汽車的電磁環(huán)境中扮演著“礦井里的金絲雀”的角色。眾所周知的早期警告稱：汽車電磁兼容將是一個(gè)持續(xù)的挑戰(zhàn)。到了20世紀(jì)30年代已經(jīng)出現(xiàn)許多商業(yè)無線電品牌。早期的典范是AM(調(diào)幅)電臺(tái)，它很容易受到點(diǎn)火噪音和汽車輪胎靜態(tài)壓力恢復(fù)的影響。這兩種干擾源都是被迅速克服。起初由電阻電纜和電阻插頭實(shí)現(xiàn)對(duì)火花塞的抑制，并且對(duì)最佳火花塞抑制的研究一直持續(xù)到20世紀(jì)70年代，導(dǎo)電碳也被用于添加到汽車輪胎中有效地防止靜電電荷積累，工程師的頭腦就這樣勝過了電磁干擾汽車電磁鐵。

    20世紀(jì)70年代開始，第一代數(shù)字電子和微處理器被引進(jìn)到汽車上，車載電子設(shè)備盛行，帶來了更大的電磁兼容挑戰(zhàn)，與此同時(shí)也有著屏蔽、接地以及濾波等電磁兼容技術(shù)和不斷更新汽車電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)來與之抗衡，整車EMC設(shè)計(jì)性能普遍滿足設(shè)計(jì)要求?，F(xiàn)階段，順應(yīng)節(jié)能環(huán)保以及車聯(lián)網(wǎng)趨勢(shì)的需求，電動(dòng)汽車的崛起不可阻擋。電動(dòng)汽車上大量采用高壓和低壓的電力電子器件，比如汽車電磁鐵、電機(jī)控制器、DC/DC轉(zhuǎn)換器、電機(jī)、電池、高壓線束、車載大屏等，都是涉及到整車運(yùn)行的重要器件，而這些器件都與EMC有著非常重要的聯(lián)系。電動(dòng)汽車EMC技術(shù)又將會(huì)怎樣應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)呢？

    電動(dòng)汽車EMC措施

    1.EMC標(biāo)準(zhǔn)

    汽車行業(yè)對(duì)車輛制定了嚴(yán)格的電磁兼容方面的標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)試規(guī)范，首先零部件本身必須通過電磁兼容性測(cè)試，集成到整車后，汽車電磁鐵整車也要通過電磁兼容性全面考核。電磁兼容性具有一票否決權(quán)，如果電磁兼容性不能滿足相應(yīng)法規(guī)測(cè)試要求，將導(dǎo)致產(chǎn)品不能上市，所以電磁兼容測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)顯得尤為重要，它對(duì)于電動(dòng)汽車EMC具有把關(guān)作用。歐美發(fā)達(dá)國(guó)家十分重視對(duì)汽車電磁兼容性的研究，世界各國(guó)和相關(guān)國(guó)際性組織制定了眾多的標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)來限制汽車的電磁兼容問題。

    我國(guó)自從l983年發(fā)布第1個(gè)電磁兼容國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB39O7一l983以來，也已經(jīng)發(fā)布了多個(gè)有關(guān)電磁兼容的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，見下表。從表中不難得出，隨著汽車電子工業(yè)的發(fā)展，對(duì)于EMC的要求不斷增加，電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)也在不斷更新完善。2008年最新發(fā)布的GB/T18387一2008已經(jīng)開始針對(duì)電動(dòng)汽車汽車電磁鐵做出的測(cè)試規(guī)范。相信隨著電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，會(huì)有越來越多的標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)。更嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)也會(huì)推動(dòng)在電動(dòng)汽車開發(fā)過程中車企對(duì)電磁兼容工作重視，為了保證合乎標(biāo)準(zhǔn)而更早期、更大量地投入到電磁兼容性開發(fā)過程中。

            ▲我國(guó)電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)

    2.零部件EMC

    零部件電磁兼容性是整車電磁兼容性的基礎(chǔ)和前提，用于電動(dòng)車上的零部件不僅應(yīng)滿足零部件電磁兼容性要求，同時(shí)在整車電磁兼容性出現(xiàn)問題時(shí)，零部件供應(yīng)商也有義務(wù)支持并進(jìn)行相關(guān)整改。

    理論與實(shí)踐證明，任何電磁騷擾的發(fā)生必須具備3 個(gè)條件: 騷擾源、傳播騷擾的途徑和敏感設(shè)備。作為電動(dòng)汽車的零部件汽車電磁鐵應(yīng)該從兩個(gè)方面盡可能地優(yōu)化: 一是盡量降低騷擾的強(qiáng)度；二是盡可能地提高抗騷擾的能力。對(duì)于各控制單元（ECU）主要是通過濾波電路、 PCB布局、布線、多層板設(shè)計(jì)控制發(fā)射源，同時(shí)加強(qiáng)設(shè)備的屏蔽，必要時(shí)通過金屬殼體，將控制單元外殼形成一個(gè)連續(xù)密封的導(dǎo)電體，使耦合到內(nèi)部電路的電磁場(chǎng)被反射和吸收。對(duì)于潛在電磁騷擾源的電機(jī)控制器、直流/直流轉(zhuǎn)換器、高壓線束、高壓蓄電池、汽車電磁鐵，可將外殼形成一個(gè)良好的密封體實(shí)現(xiàn)屏蔽完整性，防止電磁泄露，再通過多點(diǎn)接地的方式將電機(jī)外殼與整車可靠接地，降低電磁輻射的水平。

            ▲金屬外殼屏蔽保護(hù)的ECU

    3.整車系統(tǒng)EMC

    整車范圍內(nèi)首先保證零部件的EMC符合標(biāo)準(zhǔn)要求，通過線束將各個(gè)控制單元聯(lián)系在一起。電動(dòng)汽車整車級(jí)屏蔽設(shè)計(jì)的重點(diǎn)應(yīng)是高壓系統(tǒng)的布局、屏蔽設(shè)計(jì)以及CAN通信網(wǎng)絡(luò)的抗干擾處理。首先盡量要求高壓線束沿著車身布置，優(yōu)化整車電磁輻射的環(huán)路，同時(shí)利用車身形成封閉的屏蔽艙。同時(shí)屏蔽高壓電纜和連接器也是一種減少不必要的電磁干擾經(jīng)濟(jì)有效的方法，通過一系列標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)顯示了屏蔽電纜和連接器能夠有效減少在100 kHz到200 MHz頻率范圍內(nèi)的不必要的干擾汽車電磁鐵。

            ▲各種帶屏蔽的高壓線纜和連接器

    CAN總線系統(tǒng)用來完成電控、電機(jī)和電池三大系統(tǒng)之間的通信，直接關(guān)系到電動(dòng)汽車的安全。對(duì)于電動(dòng)汽車中的CAN通信網(wǎng)絡(luò)，采用屏蔽雙絞線，雙絞線絞環(huán)中感應(yīng)的電磁場(chǎng)相互抵消，從而降低了外界電磁場(chǎng)對(duì)絞線的干擾以及絞線間的干擾。同時(shí)東京電氣化學(xué)公司（TDK）還提出使用Common Mode Filter（共模濾波）以及Split termination（分裂式終端）來改善CAN通信網(wǎng)絡(luò)的EMC。

            ▲Common Mode Filter和Split termination的應(yīng)用及作用

    電動(dòng)汽車的開發(fā)受到社會(huì)各界的重視和歡迎。相對(duì)傳統(tǒng)汽車，汽車電磁鐵電動(dòng)車更加節(jié)能、排放更低，但也面臨一些新的EMC問題的挑戰(zhàn)。對(duì)此，不斷規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，從零部件到整車全方位提高電磁兼容性，最終達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)并推向市場(chǎng)的電動(dòng)汽車肯定會(huì)具備良好電磁兼容性。

    本文來源：http://www.sohu.com/a/199551413_733088

    參考資料

    1. 韓永杰，傅振興．電動(dòng)汽車電磁兼容研究概述．上海汽車，2007：2-6．

    2. S. Guttowski，S. Weber，etc．EMC Issues inCars with Electric Drives．ISEMC．2003．1236706．Source：IEEE Xplore．

    3. 裴春松．純電動(dòng)汽車電磁兼容分析與電磁干擾抑制．汽車電器．2011(10)：59-63．

    4. Toshio Tomonari．EMC Countermeasures for In-Vehicle CommunicationNetworks．TDK CorporationMagnetics Business Group．