旅行汽车网2020中国汽车工程学会年会暨展览会（SAECCE 2020）于2020年10月27-29日在嘉定上海国际汽车城-上海汽车会展中心举办，汇聚汽车及相关行业的企业高层、技术领军人物、资深专家学者、广大科技工作者。10月29日，华晨宝马汽车有限公司顾立天在本次大会上发表了主旨演讲。
以下为演讲实录：
今天非常荣幸能参加电磁兼容这样一个盛会，在这里我跟大家一起分享一些我们在EMC测试过程中的经验和基础的方法。主要分四个方面，第一是整车级的辐射抗扰测试，第二是整车级的辐射发射测试，配合车载天线和宝马自主研发的一款测试设备的测试方法分享。第三带来与发射信号相关进一步的理解，最后我带来的是关于子系统高压电池电磁兼容测试的经验和分享。
首先是整车的辐射抗扰测试的方法分享，在传统的辐射抗扰测试过程中有很多的国际、国内的标准都明确指出了需要用到的场强、极化、条件方式，明确提出在这过程中车辆的功能也需要被监控。大家可以看到各种标准中也都提出了相关的需要去监控的功能，可以看到国标的抗扰类似功能里面要求的非常详实，也是最多的。
随着技术的发展大家也会有一个疑问，就是这样类型的一个抗扰类的测试对未来新技术自动驾驶是否是足够的？我们的理解也是认为对自动驾驶这种高度技术的辐射抗扰了类的测试过程中车辆的监控肯定是息息相关，也是非常重要。另一个相关的技术就是车辆越来越多，跟我们其他的技术产生了互动，我们叫做车联网。大家可以看到，我们的汽车越来越多的参与到各种无线通讯的功能之中，有车辆和基础的基建，还有车辆和车辆的路况，车辆与其他车辆，与导航，还有车辆与内部的一些电子器件自兼容的问题，这也为我们在整车辐射抗扰测试过程中提出了非常多的挑战，功能的互动性也是越来越强。
再回到传统的辐射抗扰类的测试过程中，我们的初衷也是为了验证车辆对抗扰的场强到底能不能承受得住？并监控实际的功能状态。我画了一个简单的图，在实验室暗室内有抗扰天线，通过高性能的射频线缆连接到工况，还有没画出来的功能机和信号源。通常的做法，很多的企业和检测中心也会在车辆内部放置一些摄像头进行可视化的监控，刚刚很多专家也提到了监控，比如说仪表，或者中央显示屏上有没有一些报错。
也有一些实验室的做法在辐射抗扰的过程中多一些场强探头，在不同的位置观测、监控，在不同的位置做整车辐射抗扰测试过程中，我实际的场强情况是怎么样的。同时大家看到在光纤输入回到控制时的回路中也会增加一些场强相关的数据。目前我们在沈阳自己的实验室和慕尼黑的总部进行了这样的做法，在车辆也是增加了一套光纤转换的装置，通过我们宝马自主研发的一款软件可以实时读取整个车辆所有总线的故障代码，传输到控制时的一个诊断电脑。诊断电脑跟之前我说到的控制工况和抗扰接线的那个电脑会实时的交互，它们会进行场强、频率相关重要数据的交互，最后在诊断电脑上形成一个框图，在这边的框图里某一个EMC在某一个频点在某一个场强出现什么错误，所有的记录也会留存到整车电脑里，后续对整车抗扰的辐射也是起到非常大的帮助。
这是我们软件的界面，大家可以看到每个不同的颜色代表的是不同的电子部件，每个柱状、条状的方块代表的是在不同的时间节点我们进行的整车辐射抗扰测试过程中的故障代码的读取，会在每一个频点持续进行故障代码的读取，所有的记录也都在整车电脑中留下。
简短的视频，给大家看一下实际的软件运行过程中的状态。（视频）实验开始为将测试车辆的错误清除，进行正常的抗扰测试。看到有很多的数据也是在实时的运行，所有的记录最后也被生产一个文件，以便我们后续分析的时候用，在每个时间节点都会持续读取这一个错误，在这个示例中不同的时间节点出现很多的EMC突然报错。这就是我们现在宝马在使用的自主研发的一款辐射抗扰类测试诊断的软件，对我们的抗扰测试起到了非常大的帮助。未来包括自动驾驶、车联网很多的总线通讯，包括数据通讯，我相信也会起到进一步的支撑作用。
下一个话题是整车辐射发射类测试，我们利用车载天线来进行车辆发射的测试。和抗扰类类似，整车的辐射发射，传统的大家都会用到外部天线法，包括国际、国内相关的标准，很多的车企都会使用外部天线法评判整车辐射发射的一个状态。相信很多专家都了解到CISPR25和国标的18655也明确给出了一个车载天线，应用车载天线测量整车辐射发射的测试方法，可以涵盖到车载设备、射频设备相关的很多的频段。
这是一个典型的车载天线测试的布局简图，在我们的宝马做的实验过程中，我们会将车载天线通过域放（音）端引出的铜轴线缆连接到外部RST的三通网络，这个三通网络也需要直流供电，后续进行阻抗匹配。根据不同频段，也需要考虑加装不同的外设来辅助，最后连到我们的控制室利用车载天线进行辐射发射的测试。
在我们进行这个测试的过程中也有一些要点愿意和大家分享，就是在车载天线连接出来的位置，这一个位置对T型头的连接，对整个车载天线辐射发射的测试结果影响是非常大的。另外由于不同的厂家对自己天线的设计开发也不同，供电的电压有可能不同，所以不能只是用一个12V电池就直接给所有的车载天线或者是域放来供电，这是在测试过程中需要考虑到的。包括阻抗匹配的问题，每家天线在不同的位置有可能阻抗都不一样，要考虑加装阻抗匹配测试附件的考虑。
很多情况下这种阻抗匹配单元也需要进行供电，我们也是进行了相关的实验，也发现阻抗匹配的供电通常也会给我们的测试结果造成很大的影响。由于一些电绝缘、低耦合相关的问题，最后由于它通过铜板电缆向我们的测试结果传到控制室内，所有的铜板电缆的外壳也是和暗室的参考平面连接到一块，所以有很多时候会有一些不必要的骚扰也被直接测试进去了，回到整个的测试回路里。
针对刚才提到的一些问题，我们在沈阳的团队也是进行了小型自主的研发过程，我们通过评估前期测试的需要，在拓扑结构的阶段进行了一些调整，到最下面大家可以看到，我们采购了一些小的元器件进行硬件的设计，还有最终自集成。接下来进行相关的实验验证，最后我们做了一些实验比对的结果和分析，最终也是申请了车载天线来测量整车发射的国家专利。
再回到刚才这一个典型的车载天线辐射发射测试的布局，现在我们在使用的，在沈阳，包括在慕尼黑总部使用的一款新一代的产品是测试设备，叫做radiodummy，这个布局被非常大程度的简化了，我们只需要把车载天线输出端口直接接到发射端，这个发射端也是需要供电的，直接通过光纤就传输到实验内部的接收端，再转成电信号给到接收机。看到旁边的这几个图，我们的实验布局非常简便和方便，所有的光纤也都是走特质的光纤支架，所有的光纤不会在地面上走，对整车测试的安全性也起到非常大的帮助。
这款具有BMW自主产权的测试设备，简单的拓扑图就是大家可以看到的。我们有些射频输入，不同频段的射频输入，给到发射端，通过光纤传到这里，也是一个接收端，最后输出我们的射频信号给到接收机。刚刚提的所有问题也是在测试设备中得到了考虑，我们内部也都内置了很多的换向电路，并且电压条控制输出电压，给不同的电线供电。阻抗匹配的单元也是内置在了发射端中，实时的光纤通讯也是被实时的监控。这一款是我们和德国一起研发的下一代测试设备，是一个8通道的radiodummy，大家可以看到每一路现在都配备了换向电路的供电，每一路也都是独立来操作的，未来会有更多的车载频段应用，所以更多的通道可以全都一次性布置好，在控制时直接就是操作测试软件进行所有通道车载天线端辐射发射的测试。值得一提的一点，我们射频信号的光电转换也可以达到6个G的高频率。
这是一个典型的测试设备的测试结果，不同的天线端口的骚扰电压的情况，我们做车载天线辐射发射的测试，目的不是验证FM1、FM2的结果必须完全一致，由于车辆的天线各种不同，各种的结构也都不一样，我们初衷是为了验证不同的天线在车辆运营过程中，不同的天线端口在端口处测到的整车辐射的情况，也能侧面反映出客户能感受到的骚扰电压的情况，是充分考虑了客户体验测试的一个方法。
对车载天线测量辐射发射方法的展望，跟刚刚王工说的车载天线本身性能的开发，我感觉也是起到了一个相辅相成的作用。未来有很多的无线通讯的技术在车内应用起来，包括以蓝牙、wifi、LEWTE这些为基础的通讯，在车载天线的端口都可以进行辐射发射的测量，可以跟整车的OTA进行相辅相成的测试，他们评判天线的性，整车企业也需要自己把控，在天线端口的骚扰到底有多少，进一步评估车内电子部件的影响。
下一个汇报是关于我们对有益发射的进一步的理解，两年前德国专家从德国飞过来与中国的专家做了深入的交流，对有益发射后面相关的技术探讨最终也达成初步的共识。大家可以看到，我放了两个国家标准的一测试结果，刚刚很多专家提到的TPMS的信号，最终也是在不同的国家标准中修订或者制定过程中都体现了有益发射后面的相关描述。再进一步我们以NFC进展通讯信号为例，在后续的测试中也是经常频繁测试到18387 30兆以下进场通讯的测试结果，它也对我们的整车30兆以下辐射发射的负荷性产生了影响。下面是整车充电状态下传导发射的测试结果，同样NFC的信号在整车传导发射的过程中也是被耦合进来，也是被我们的人工网络测到。
作为对刚才王工介绍的相关车载天线频段进一步的理解，我们也呼吁广大的EMC界同仁们对有益发射的理解应该达到更通用的共识。因为未来它会有更多形式的不同的有益发射的信号出现，包括刚刚王工也提到室内定位的UWB超宽待信号的应用，像现在我们图示是BMW的应用，已经使用了朝宽待技术，大概在6到8.5G，和苹果一起来配合使用我们这么一个进展通讯的功能，大家也看到它的带宽是非常宽，这种只是一个抛砖引玉，就是为了跟大家达成一个共识，讹赖的有益发射也是一个不可忽视的趋势。随着未来无线通讯技术的发展，有益发射不应该只局限于在现在标准中所写的，在特定的频段中才可以豁免，它应该是低于30兆或者高于1个G，它不应该局限在一个频段里，它也不应该局限在一个辐射发射的测试类别里。比如传导发射，它也应该可以豁免，我们只是通过我们的一些测试也跟大家来进行分享和交流，对未来我们有益发射豁免达成进一步的共识。
最后，在这里跟大家分享一些我们作为整车厂也非常关注的一个子系统增级的电磁兼容的测试经验，我们近期也是完成了高压电池的电磁兼容内部测试认证。电磁兼容的测试从整车到子系统再到零部件，子系统的实验布置比整车也复杂，它的分析、整改也比单体零部件复杂。在我们宝马的企业标准中也是明确要求了很多的测试项目，从发射辐射抗扰，还有传导发射、传导抗扰，包括在高压端口、低压端口，后续有的高低压，耦合衰减的测试，所有的测试都被纳入到宝马的企业标准里面。近期我们也是在内部，在沈阳的实验室顺利按照了高压电池包电磁兼容的验证。
这边给大家展示一些宝马企业标准的内容，前前后后有30多项主要的测试项目，这些30多项的测试也涵盖了不同的电池工况，还有刚才提到的高压、低压端口之间的配合，所以远远不止30项测试这么简单。做高压电池电磁兼容测试过程中我们有一些心得和体会跟大家一起分享和讨论，我们在做耦合衰减的测试过程中，我们的企标要求是按照CISPR25的实验布置来进行电压法和电流法的测试。我们的企标额外要求了不止要测试高压和低压之间的耦合阶段，还要测试高压端口和低压端口的耦合衰减，然后在进行电流法的测试过程中我们发现CISPR25没有明确描述电流法测试过程中高压侧骚扰信号的标定是如何进行的，很多的实验室也是用电压法在高压侧注入骚扰信号来直接进行电流法的测试。我们在沈阳的一个做法，我们在进行高流法高压侧注入信号标定时，加装了另外一个电流探头，来直接观测注入的电流信号是不是达到我们自己内部的要求，这样的话就省去了后续由于用电压法注入高压侧的骚扰，并且进行标定，最后在低压侧进行电流法的测试期间进行转换的额外工作，而且考虑到整个系统阻抗的问题，这些理论计算之前我听到有些实验室也在做，因为他们考虑到我在高压侧标定信号时都是用电压法标定的，在人工网络上测量，但是最后测出来的电流法都是以电流的形式，最后得出耦合衰减的参数中过程有一些麻烦。
另一个是我们测试工况的分享，我们在测试高压电池直流充电的工况时，我们会要求将测试桩和暗室的接地全部断开，只留测试箱和整个系统的接地，更加真实模拟新能源充电过程中实际的状态。我们跟德国的同事交流过，我们这样的做法也是为了评判测试，高压电池在直流充电过程中接地效果很差的EMC的状态。
最后带来的分享是关于我们在实验布置中采取了定制复杂的实验布置，包括这边列的几个定制的负载箱，考虑不同三电部件的阻抗特性和阻容特性的情况。最左边是中央控制单元，中间和右边是前后电驱集成系统的一个模拟负载，这样的话就取代了电阻负载。我打码的地方是通过CCU，我们的充电管理单元，后续要连接很多其他的高压部件，这样接口就直接做好，做到模拟负载上，我们实际的高压部件也都会连接到模拟负载上。所以现在高压电池这一个实验布置可以说是更加接近于真实的特性。
我的介绍就到这里，谢谢大家。
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（注：本文根据现场速记整理，未经演讲嘉宾审阅，仅作为参考资料，请勿转载！）
