2.8.2 整车EMC设计基本原则
1.零部件EMC性能管控
目前,从设计角度出发,完全规避零部件EMC问题还在探索阶段。对于在设计阶段无法预料的EMC问题,通常先做测试,然后针对不达标项进行整改,对零部件EMC性能进行管控可以大大提高整车EMC性能。
重点要关注的是两大类零部件,主要分为强干扰源和敏感设备。其中强干扰源包括电机控制系统、电源变换器和电池管理系统,均为高压电器部件,电磁干扰问题比较突出,对整车的安全、可靠性和舒适性有较为严重的影响。敏感设备主要包括但不限于空调控制面板、中控大屏、倒车摄像头等,若其抗扰能力不符合标准要求,则会使驾乘人员的主观体验大打折扣。
2.高压线束布置
高压线束在新能源车辆上主要起高压强电供电作用,因此对线束的设计及布置尤为重要,主要遵循以下几个方面的原则:
1)线束走向设计、线径设计。高压线束设计采用双轨制,由于高压已经超出人体安全电压范围,车身不可作为整车搭铁点,因此在高压线束系统的设计上,直流高压电回路必须严格执行双轨制。高压线束可分为电机高压线、电池高压线、充电高压线等。
2)高压插接器选型。高压插接器主要用于高压大电流的连接和传输,并负责高压回路的人机安全。因此高压线束插接器目前多具有耐高压、防水等级高、环路互锁、屏蔽层连接等性能。
3)屏蔽设计。采用屏蔽高压线,屏蔽网包覆在高压线内部,插接器连接时实现屏蔽层的连接。考虑到电磁干扰的因素,整个高压线束系统均由屏蔽层全部包覆。
4)整车线束中的传导发射90%都与电源线相关,因此在线束评估及设计时需要注重以下几方面:
①开关电源部分处理,设计上考虑环路控制。
②敏感信号采用屏蔽线缆传输,且屏蔽层做好360°搭接处理。
③信号线缆远离高压网络和强干扰源,且合理地与地做紧耦合布线。
④做好滤波器“搭铁”接地处理措施,减小引线电感。
⑤线缆中保证足够的信地比,且需要做合理的安排和配置。
3.接地布置
根据各类车载零部件的工作特点,对各零部件的接地点进行了分类,见表2-45和表2-46。
表2-45 整车接地点分类列表
表2-46 整车接地设计EMC检查表
4.整车布置
整车方面的设计管控点主要包括前面提到的高低压布线设计、整车接地设计、屏蔽设计和布置隔离设计等。设计需要遵循以下原则:
1)干扰源和干扰源线束应远离敏感装置而独立布置,如果无法避免,应尽可能地将两者垂直交叉布置,如果无法做到交叉布置,则要求两者平行,且平行间距不小于400mm。
2)布置线束时,优先考虑将线束布置在金属车身的夹角、凹槽内,或紧贴金属车身布置。
3)在整车线束设计中,当周围电磁干扰源较大时,信号线应使用双绞线。
4)设计高压电缆时,应采用带屏蔽层的高压电缆,且屏蔽层需要可靠接地。
5)采用屏蔽设计、接地设计等可以有效去耦,提高EMC性能。
对于以上问题,越早评估,后期风险越小。