知識文章
新世代車輛之「無形」挑戰-電磁干擾(EMI)
車輛中心 技術服務處 吳汶榮/洪志誠
車輛是非常普遍的交通工具,為能察覺車輛的狀況,平時我們可藉由車輛引擎聲音、警示燈號或駕駛操控等「有形」的因素來判別,但車輛上「無形」的狀況或影響,就需依賴精密的儀器設備來判斷。
或許您曾聽過「電磁干擾」或「EMI」這名詞,可是它卻摸不到、也看不到,進一步解釋,當電子產品作動時都會產生的電磁波,如果「它」會藉由導線傳導或空氣傳播的方式而影響其它電子裝置正常運作時,我們稱之為電磁干擾現象,即EMI (Electromagnetic Interference);車上會有「電磁干擾」的問題嗎?那該如何量測車輛的「電磁干擾」強度呢?還有,當車輛出現「電磁干擾」情況時,要怎樣處理呢?
車輛電磁干擾產生要因及傳播路徑
現今車輛的發展,從動力電機化、智慧電子化及先進通訊需求,有不同電子電機部品應用在車輛上,當各式各樣的電裝部品同時作動,所產生的EMI雜訊就可能對車內或外部電裝部品造成影響,如圖1所示。
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圖1 車輛EMI對外部電裝部品影響示意圖 |
從新世代車輛(如純電動車或插電式混合動力車)的角度來看,電磁干擾的傳播路徑則可分兩種,一為藉由實體的傳導路徑,例如電動車充電時,電磁雜訊由電線傳遞出去,而讓住宅內電器受到干擾,例如電視畫面出現水波紋,另一為利用空氣傳播的方式,例如車輛以引擎或馬達驅動行駛時,會影響附近廣播接收,產生不良的收訊與雜音,諸如此類從車輛發射出來電磁雜訊能量,讓外界環境所使用之電子產品產生非預期的情況,這也就是剛才所提到車輛上所存在的「無形」影響。
車輛EMI量試驗場地與規範
為了能夠量測車輛所產生的電磁雜訊大小,首先須找一個「電磁環境乾淨」的試驗場地,常聽到的半電波暗室(semi-anechoic chamber),就是因其內部加裝了電磁波吸波材料,而得以達到此目的。目前用以量測車輛整車EMI國際標準為CISPR 12,隨著電動車輛的快速發展,對於使用馬達動力車輛,則可再參考低頻電磁場標準SAE J551-5進行量測;另外,因應車輛連接市電“充電”的情況,國際規範亦新增充電中之測試條件與試驗項目(如:CISPR 16-2-1(傳導EMI), IEC 61000-3-2(電源諧波),IEC61000-3-3(電源閃爍)等)。
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圖2 新世代車輛整車EMI試驗項目 |
整車EMI改良流程方案
法規/標準規範中會規定車輛所產生之電磁雜訊應符合之限制值,車輛中心(ARTC)為協助客戶解決車輛EMI值過高之異常情況,已先研究及發展出一套整車EMI改良驗證程序,可進一步區分出車輛上“不同電源模式”的車內電裝部品件並開啟電源(如切至ACC電源模式,逐一開啟收音機等部件),即可迅速地找出造成問題干擾源之電裝部品,並應用實驗室內即時EMI頻譜顯示狀況,現場提供客戶進行整車EMI改良的對策,達到事半功倍之效果。
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圖3 整車EMI改良技術應用流程 |
結語
針對國內外車輛法規、國際標準及車廠廠規等之測試服務,車輛中心EMC實驗室已建立相關電磁相容測試能量,提供客戶所需整車/零組件測試平台,亦提供客戶進行產品偵錯改良技術與對策諮詢,進而提升車輛產品EMI特性並滿足相關法規需求,讓產品皆可符合「有形」+「無形」的要求,如需進一步了解相關訊息與合作,可洽詢實驗室人員:
施子煌 工程師:聯絡電話:04-7811222分機5206,Email: lion@artc.org.tw
張錦榮 工程師:聯絡電話:04-7811222分機3317,Email: cage@artc.org.tw