電磁兼容性 (EMC) 并不是普通人對(duì)電動(dòng)汽車(chē) (EV)的考慮。但是，如果您的職業(yè)涉及設(shè)計(jì)它們，這是一個(gè)持續(xù)的問(wèn)題。

EMC 設(shè)計(jì)包括三個(gè)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(shí)發(fā)生故障或無(wú)法按預(yù)期運(yùn)行的可能性有關(guān)。

耦合：與電磁能如何到達(dá)電氣設(shè)備有關(guān)。

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

汽車(chē)必須通過(guò)電磁輻射測(cè)試

未能在電動(dòng)汽車(chē)制造的所有階段做出深思熟慮的 EMC 設(shè)計(jì)決策可能意味著它需要比預(yù)期更長(zhǎng)的時(shí)間才能進(jìn)入市場(chǎng)。在嚴(yán)重缺陷的情況下，它可能永遠(yuǎn)無(wú)法出售。

世界不同地區(qū)都有特定的測(cè)試要求，以證明汽車(chē)不會(huì)因電磁輻射和相關(guān)影響而對(duì)其駕駛員、乘客或其他人造成危險(xiǎn)。當(dāng)汽車(chē)無(wú)法滿(mǎn)足 EMC 設(shè)計(jì)的最低要求時(shí)，汽車(chē)制造商可能會(huì)失去可觀(guān)的盈利能力。此外，他們冒著讓焦急等待購(gòu)買(mǎi)汽車(chē)機(jī)會(huì)的潛在客戶(hù)失望的風(fēng)險(xiǎn)。

正如綠色汽車(chē)報(bào)告功能所詳述的那樣，Rimac C_Two 是一款新型電動(dòng)汽車(chē)的例子，它必須在 2021 年初上市之前滿(mǎn)足監(jiān)管機(jī)構(gòu)的要求。它接受了歐盟 ECE R10 標(biāo)準(zhǔn)下的電磁輻射測(cè)試。

測(cè)試首先將汽車(chē)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(píng)估期間，車(chē)輛在測(cè)功機(jī)上以一定的速度運(yùn)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(chē)也有兩種駕駛模式。該測(cè)試需要在每一個(gè)中運(yùn)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(yàn)發(fā)現(xiàn)任何問(wèn)題，車(chē)輛將完全拆卸，工程師將在再次嘗試評(píng)估之前解決已識(shí)別的問(wèn)題。

EMC 設(shè)計(jì)是充電選擇的考慮因素

專(zhuān)家認(rèn)為，到 2030 年，美國(guó)道路上將有多達(dá)1870 萬(wàn)輛電動(dòng)汽車(chē)。這比 2018 年使用的約 100 萬(wàn)輛有了大幅增長(zhǎng)。但是，如果消費(fèi)者對(duì)他們的電動(dòng)汽車(chē)充滿(mǎn)信心，這種增長(zhǎng)更有可能發(fā)生將他們帶到他們需要去的地方，而不會(huì)耗盡電力。畢竟，找到加油站通常比找到電動(dòng)汽車(chē)充電站更容易。不過(guò)，正在努力增加電力基礎(chǔ)設(shè)施。

研究人員想知道與電動(dòng)汽車(chē)相關(guān)的電磁干擾 (EMI)是否會(huì)干擾植入式起搏器。他們?cè)谝豁?xiàng)研究中招募了 104 名擁有這些醫(yī)療設(shè)備的人以進(jìn)行調(diào)查。所有參與者都暴露在與四種最常見(jiàn)的電動(dòng)汽車(chē)模型相關(guān)的電磁場(chǎng)中。研究人員澄清說(shuō)，隨著電磁場(chǎng)變強(qiáng)，EMI 電位會(huì)上升。相關(guān)地，電磁場(chǎng)與電機(jī)的功率成正比。

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

幸運(yùn)的是，研究人員沒(méi)有發(fā)現(xiàn)駕駛或?yàn)殡妱?dòng)汽車(chē)充電會(huì)影響起搏器的編程或功能。但是，他們澄清說(shuō)，為車(chē)輛充電時(shí)電磁場(chǎng)最強(qiáng)。他們還指出，沿電纜的場(chǎng)強(qiáng)隨著大電流充電而變得更強(qiáng)。因此，研究人員建議繼續(xù)監(jiān)測(cè)罕見(jiàn)的不良事件并謹(jǐn)慎行事，因?yàn)楣こ處熣趯ふ腋斓貫槠?chē)充電的方法。?

高質(zhì)量的 EMC 設(shè)計(jì)支持公共衛(wèi)生

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

2019 年的一項(xiàng)研究通過(guò)檢查與電動(dòng)汽車(chē)相關(guān)的極低頻(ELF) 磁場(chǎng)暴露來(lái)調(diào)查這一問(wèn)題。研究人員在兩年內(nèi)查看了與三輛此類(lèi)車(chē)輛相關(guān)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。他們測(cè)量了汽車(chē)在加速過(guò)程中和汽車(chē)速度保持不變時(shí)前后座椅的磁通密度。

研究人員提到 EMC 設(shè)計(jì)考慮通常需要使用某些艙室材料來(lái)影響磁場(chǎng)分布并利用屏蔽機(jī)制來(lái)達(dá)到預(yù)期的結(jié)果。

結(jié)果表明，駕駛和定期維護(hù)并沒(méi)有顯著改變磁通密度。然而，讓汽車(chē)經(jīng)歷廣泛的變化，例如碰撞后的重建項(xiàng)目，可能會(huì)導(dǎo)致更大的變化，值得關(guān)注。作者建議在汽車(chē)的整個(gè)生命周期中始終注意 ELF 磁場(chǎng)暴露測(cè)量。

但是，為市場(chǎng)準(zhǔn)備電動(dòng)汽車(chē)的工程師可以通過(guò)提及人們?cè)诟鼡Q某些組件時(shí)要采取的具體預(yù)防措施來(lái)提供幫助。也許一個(gè)工程團(tuán)隊(duì)做出了一個(gè)特定的 EMC 設(shè)計(jì)決策，而重大的改動(dòng)可能會(huì)對(duì)它產(chǎn)生負(fù)面影響。在這種情況下，他們可能會(huì)在用戶(hù)手冊(cè)或?yàn)?a target="_blank">維修店準(zhǔn)備的文獻(xiàn)中為維修人員提供指導(dǎo)。

深思熟慮的 EMC 設(shè)計(jì)支持電動(dòng)汽車(chē)的成功

本概述解釋了為什么在電動(dòng)汽車(chē)中優(yōu)先考慮 EMC 設(shè)計(jì)對(duì)于使這些汽車(chē)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(lái)實(shí)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(duì)用戶(hù)構(gòu)成短期或長(zhǎng)期風(fēng)險(xiǎn)。

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

? ? ? ?審核編輯：郭婷