2020中國汽車工程學會年會暨展覽會（SAECCE2020）於2020年10月27-29日在嘉定上海國際汽車城-上海汽車會展中心舉辦，匯聚汽車及相關行業的企業高層、技術領軍人物、資深專家學者、廣大科技工作者。10月29日，華晨寶馬汽車有限公司顧立天在本次大會上發表了主旨演講。

以下爲演講實錄：

今天非常榮幸能參加電磁兼容這樣一個盛會，在這裏我跟大家一起分享一些我們在EMC測試過程中的經驗和基礎的方法。主要分四個方面，第一是整車級的輻射抗擾測試，第二是整車級的輻射發射測試，配合車載天線和寶馬自主研發的一款測試設備的測試方法分享。第三帶來與發射信號相關進一步的理解，最後我帶來的是關於子系統高壓電池電磁兼容測試的經驗和分享。

首先是整車的輻射抗擾測試的方法分享，在傳統的輻射抗擾測試過程中有很多的國際、國內的標準都明確指出了需要用到的場強、極化、條件方式，明確提出在這過程中車輛的功能也需要被監控。大家可以看到各種標準中也都提出了相關的需要去監控的功能，可以看到國標的抗擾類似功能裏面要求的非常詳實，也是最多的。

隨着技術的發展大家也會有一個疑問，就是這樣類型的一個抗擾類的測試對未來新技術自動駕駛是否是足夠的？我們的理解也是認爲對自動駕駛這種高度技術的輻射抗擾了類的測試過程中車輛的監控肯定是息息相關，也是非常重要。另一個相關的技術就是車輛越來越多，跟我們其他的技術產生了互動，我們叫做車聯網。大家可以看到，我們的汽車越來越多的參與到各種無線通訊的功能之中，有車輛和基礎的基建，還有車輛和車輛的路況，車輛與其他車輛，與導航，還有車輛與內部的一些電子器件自兼容的問題，這也爲我們在整車輻射抗擾測試過程中提出了非常多的挑戰，功能的互動性也是越來越強。

再回到傳統的輻射抗擾類的測試過程中，我們的初衷也是爲了驗證車輛對抗擾的場強到底能不能承受得住？並監控實際的功能狀態。我畫了一個簡單的圖，在實驗室暗室內有抗擾天線，通過高性能的射頻線纜連接到工況，還有沒畫出來的功能機和信號源。通常的做法，很多的企業和檢測中心也會在車輛內部放置一些攝像頭進行可視化的監控，剛剛很多專家也提到了監控，比如說儀表，或者中央顯示屏上有沒有一些報錯。

也有一些實驗室的做法在輻射抗擾的過程中多一些場強探頭，在不同的位置觀測、監控，在不同的位置做整車輻射抗擾測試過程中，我實際的場強情況是怎麼樣的。同時大家看到在光纖輸入回到控制時的迴路中也會增加一些場強相關的數據。目前我們在瀋陽自己的實驗室和慕尼黑的總部進行了這樣的做法，在車輛也是增加了一套光纖轉換的裝置，通過我們寶馬自主研發的一款軟件可以實時讀取整個車輛所有總線的故障代碼，傳輸到控制時的一個診斷電腦。診斷電腦跟之前我說到的控制工況和抗擾接線的那個電腦會實時的交互，它們會進行場強、頻率相關重要數據的交互，最後在診斷電腦上形成一個框圖，在這邊的框圖裏某一個EMC在某一個頻點在某一個場強出現什麼錯誤，所有的記錄也會留存到整車電腦裏，後續對整車抗擾的輻射也是起到非常大的幫助。

這是我們軟件的界面，大家可以看到每個不同的顏色代表的是不同的電子部件，每個柱狀、條狀的方塊代表的是在不同的時間節點我們進行的整車輻射抗擾測試過程中的故障代碼的讀取，會在每一個頻點持續進行故障代碼的讀取，所有的記錄也都在整車電腦中留下。

簡短的視頻，給大家看一下實際的軟件運行過程中的狀態。（視頻）實驗開始爲將測試車輛的錯誤清除，進行正常的抗擾測試。看到有很多的數據也是在實時的運行，所有的記錄最後也被生產一個文件，以便我們後續分析的時候用，在每個時間節點都會持續讀取這一個錯誤，在這個示例中不同的時間節點出現很多的EMC突然報錯。這就是我們現在寶馬在使用的自主研發的一款輻射抗擾類測試診斷的軟件，對我們的抗擾測試起到了非常大的幫助。未來包括自動駕駛、車聯網很多的總線通訊，包括數據通訊，我相信也會起到進一步的支撐作用。

下一個話題是整車輻射發射類測試，我們利用車載天線來進行車輛發射的測試。和抗擾類類似，整車的輻射發射，傳統的大家都會用到外部天線法，包括國際、國內相關的標準，很多的車企都會使用外部天線法評判整車輻射發射的一個狀態。相信很多專家都瞭解到CISPR25和國標的18655也明確給出了一個車載天線，應用車載天線測量整車輻射發射的測試方法，可以涵蓋到車載設備、射頻設備相關的很多的頻段。

這是一個典型的車載天線測試的佈局簡圖，在我們的寶馬做的實驗過程中，我們會將車載天線通過域放（音）端引出的銅軸線纜連接到外部RST的三通網絡，這個三通網絡也需要直流供電，後續進行阻抗匹配。根據不同頻段，也需要考慮加裝不同的外設來輔助，最後連到我們的控制室利用車載天線進行輻射發射的測試。

在我們進行這個測試的過程中也有一些要點願意和大家分享，就是在車載天線連接出來的位置，這一個位置對T型頭的連接，對整個車載天線輻射發射的測試結果影響是非常大的。另外由於不同的廠家對自己天線的設計開發也不同，供電的電壓有可能不同，所以不能只是用一個12V電池就直接給所有的車載天線或者是域放來供電，這是在測試過程中需要考慮到的。包括阻抗匹配的問題，每家天線在不同的位置有可能阻抗都不一樣，要考慮加裝阻抗匹配測試附件的考慮。

很多情況下這種阻抗匹配單元也需要進行供電，我們也是進行了相關的實驗，也發現阻抗匹配的供電通常也會給我們的測試結果造成很大的影響。由於一些電絕緣、低耦合相關的問題，最後由於它通過銅板電纜向我們的測試結果傳到控制室內，所有的銅板電纜的外殼也是和暗室的參考平面連接到一塊，所以有很多時候會有一些不必要的騷擾也被直接測試進去了，回到整個的測試迴路裏。

針對剛纔提到的一些問題，我們在瀋陽的團隊也是進行了小型自主的研發過程，我們通過評估前期測試的需要，在拓撲結構的階段進行了一些調整，到最下面大家可以看到，我們採購了一些小的元器件進行硬件的設計，還有最終自集成。接下來進行相關的實驗驗證，最後我們做了一些實驗比對的結果和分析，最終也是申請了車載天線來測量整車發射的國家專利。

再回到剛纔這一個典型的車載天線輻射發射測試的佈局，現在我們在使用的，在瀋陽，包括在慕尼黑總部使用的一款新一代的產品是測試設備，叫做radiodummy，這個佈局被非常大程度的簡化了，我們只需要把車載天線輸出端口直接接到發射端，這個發射端也是需要供電的，直接通過光纖就傳輸到實驗內部的接收端，再轉成電信號給到接收機。看到旁邊的這幾個圖，我們的實驗佈局非常簡便和方便，所有的光纖也都是走特質的光纖支架，所有的光纖不會在地面上走，對整車測試的安全性也起到非常大的幫助。

這款具有BMW自主產權的測試設備，簡單的拓撲圖就是大家可以看到的。我們有些射頻輸入，不同頻段的射頻輸入，給到發射端，通過光纖傳到這裏，也是一個接收端，最後輸出我們的射頻信號給到接收機。剛剛提的所有問題也是在測試設備中得到了考慮，我們內部也都內置了很多的換向電路，並且電壓條控制輸出電壓，給不同的電線供電。阻抗匹配的單元也是內置在了發射端中，實時的光纖通訊也是被實時的監控。這一款是我們和德國一起研發的下一代測試設備，是一個8通道的radiodummy，大家可以看到每一路現在都配備了換向電路的供電，每一路也都是獨立來操作的，未來會有更多的車載頻段應用，所以更多的通道可以全都一次性佈置好，在控制時直接就是操作測試軟件進行所有通道車載天線端輻射發射的測試。值得一提的一點，我們射頻信號的光電轉換也可以達到6個G的高頻率。

這是一個典型的測試設備的測試結果，不同的天線端口的騷擾電壓的情況，我們做車載天線輻射發射的測試，目的不是驗證FM1、FM2的結果必須完全一致，由於車輛的天線各種不同，各種的結構也都不一樣，我們初衷是爲了驗證不同的天線在車輛運營過程中，不同的天線端口在端口處測到的整車輻射的情況，也能側面反映出客戶能感受到的騷擾電壓的情況，是充分考慮了客戶體驗測試的一個方法。

對車載天線測量輻射發射方法的展望，跟剛剛王工說的車載天線本身性能的開發，我感覺也是起到了一個相輔相成的作用。未來有很多的無線通訊的技術在車內應用起來，包括以藍牙、wifi、LEWTE這些爲基礎的通訊，在車載天線的端口都可以進行輻射發射的測量，可以跟整車的OTA進行相輔相成的測試，他們評判天線的性，整車企業也需要自己把控，在天線端口的騷擾到底有多少，進一步評估車內電子部件的影響。

下一個彙報是關於我們對有益發射的進一步的理解，兩年前德國專家從德國飛過來與中國的專家做了深入的交流，對有益發射後面相關的技術探討最終也達成初步的共識。大家可以看到，我放了兩個國家標準的一測試結果，剛剛很多專家提到的TPMS的信號，最終也是在不同的國家標準中修訂或者制定過程中都體現了有益發射後面的相關描述。再進一步我們以NFC進展通訊信號爲例，在後續的測試中也是經常頻繁測試到1838730兆以下進場通訊的測試結果，它也對我們的整車30兆以下輻射發射的負荷性產生了影響。下面是整車充電狀態下傳導發射的測試結果，同樣NFC的信號在整車傳導發射的過程中也是被耦合進來，也是被我們的人工網絡測到。

作爲對剛纔王工介紹的相關車載天線頻段進一步的理解，我們也呼籲廣大的EMC界同仁們對有益發射的理解應該達到更通用的共識。因爲未來它會有更多形式的不同的有益發射的信號出現，包括剛剛王工也提到室內定位的UWB超寬待信號的應用，像現在我們圖示是BMW的應用，已經使用了朝寬待技術，大概在6到8.5G，和蘋果一起來配合使用我們這麼一個進展通訊的功能，大家也看到它的帶寬是非常寬，這種只是一個拋磚引玉，就是爲了跟大家達成一個共識，訛賴的有益發射也是一個不可忽視的趨勢。隨着未來無線通訊技術的發展，有益發射不應該只侷限於在現在標準中所寫的，在特定的頻段中才可以豁免，它應該是低於30兆或者高於1個G，它不應該侷限在一個頻段裏，它也不應該侷限在一個輻射發射的測試類別裏。比如傳導發射，它也應該可以豁免，我們只是通過我們的一些測試也跟大家來進行分享和交流，對未來我們有益發射豁免達成進一步的共識。

最後，在這裏跟大家分享一些我們作爲整車廠也非常關注的一個子系統增級的電磁兼容的測試經驗，我們近期也是完成了高壓電池的電磁兼容內部測試認證。電磁兼容的測試從整車到子系統再到零部件，子系統的實驗佈置比整車也複雜，它的分析、整改也比單體零部件複雜。在我們寶馬的企業標準中也是明確要求了很多的測試項目，從發射輻射抗擾，還有傳導發射、傳導抗擾，包括在高壓端口、低壓端口，後續有的高低壓，耦合衰減的測試，所有的測試都被納入到寶馬的企業標準裏面。近期我們也是在內部，在瀋陽的實驗室順利按照了高壓電池包電磁兼容的驗證。

這邊給大家展示一些寶馬企業標準的內容，前前後後有30多項主要的測試項目，這些30多項的測試也涵蓋了不同的電池工況，還有剛纔提到的高壓、低壓端口之間的配合，所以遠遠不止30項測試這麼簡單。做高壓電池電磁兼容測試過程中我們有一些心得和體會跟大家一起分享和討論，我們在做耦合衰減的測試過程中，我們的企標要求是按照CISPR25的實驗佈置來進行電壓法和電流法的測試。我們的企標額外要求了不止要測試高壓和低壓之間的耦合階段，還要測試高壓端口和低壓端口的耦合衰減，然後在進行電流法的測試過程中我們發現CISPR25沒有明確描述電流法測試過程中高壓側騷擾信號的標定是如何進行的，很多的實驗室也是用電壓法在高壓側注入騷擾信號來直接進行電流法的測試。我們在瀋陽的一個做法，我們在進行高流法高壓側注入信號標定時，加裝了另外一個電流探頭，來直接觀測注入的電流信號是不是達到我們自己內部的要求，這樣的話就省去了後續由於用電壓法注入高壓側的騷擾，並且進行標定，最後在低壓側進行電流法的測試期間進行轉換的額外工作，而且考慮到整個系統阻抗的問題，這些理論計算之前我聽到有些實驗室也在做，因爲他們考慮到我在高壓側標定信號時都是用電壓法標定的，在人工網絡上測量，但是最後測出來的電流法都是以電流的形式，最後得出耦合衰減的參數中過程有一些麻煩。

另一個是我們測試工況的分享，我們在測試高壓電池直流充電的工況時，我們會要求將測試樁和暗室的接地全部斷開，只留測試箱和整個系統的接地，更加真實模擬新能源充電過程中實際的狀態。我們跟德國的同事交流過，我們這樣的做法也是爲了評判測試，高壓電池在直流充電過程中接地效果很差的EMC的狀態。

最後帶來的分享是關於我們在實驗佈置中採取了定製複雜的實驗佈置，包括這邊列的幾個定製的負載箱，考慮不同三電部件的阻抗特性和阻容特性的情況。最左邊是中央控制單元，中間和右邊是前後電驅集成系統的一個模擬負載，這樣的話就取代了電阻負載。我打碼的地方是通過CCU，我們的充電管理單元，後續要連接很多其他的高壓部件，這樣接口就直接做好，做到模擬負載上，我們實際的高壓部件也都會連接到模擬負載上。所以現在高壓電池這一個實驗佈置可以說是更加接近於真實的特性。

我的介紹就到這裏，謝謝大家。

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（注：本文根據現場速記整理，未經演講嘉賓審閱，僅作爲參考資料，請勿轉載！）

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