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近年來，新能源電動汽車方興未艾。電動汽車區(qū)別于傳統(tǒng)汽車的主要特點(diǎn)就是動力的輸入和輸出方式不同。傳統(tǒng)汽車的動力來源是汽油和發(fā)動機(jī)，對整車多媒體、傳感器信號傳輸?shù)母蓴_程度較低。電動汽車的動力來自于動力電池、電機(jī)，其電壓較高。

有關(guān)高電壓平臺

隨著高壓電氣電子器件在汽車上的使用日益廣泛，連接車內(nèi)各種高壓電氣電子器件的線纜及連接器也越來越多。高電壓平臺具有很多好處，但也帶來很多挑戰(zhàn)，其中穩(wěn)定的電磁兼容(EMC)技術(shù)是至關(guān)重要的一環(huán)。

當(dāng)高壓信號電平切換時(shí)，比如驅(qū)動電機(jī)，高壓線束內(nèi)部會產(chǎn)生大量的電磁干擾信號，這些信號如果不能被很好的屏蔽，就會對車內(nèi)的低壓系統(tǒng)、衛(wèi)星定位、藍(lán)牙、WIFI、3G/4G網(wǎng)絡(luò)、雷達(dá)、5G NR、無線充電等產(chǎn)生干擾，導(dǎo)致誤操作，有可能造成非常嚴(yán)重的后果。

羅森博格測試系統(tǒng)對應(yīng)的測試標(biāo)準(zhǔn)

不斷增多的高壓電氣電子器件和高壓屏蔽線束造成車內(nèi)的電磁環(huán)境日趨復(fù)雜，而如何有效地測試與評估高壓屏蔽線束的屏蔽性能是當(dāng)前業(yè)界面臨的一大難題。為了準(zhǔn)確評估高壓屏蔽線束和高壓連接器的屏蔽性能，北測集團(tuán)引入了德國羅森博格的表面轉(zhuǎn)移阻抗和屏蔽衰減測試系統(tǒng)、夾具和軟件，用于對高壓屏蔽線束和高壓連接器進(jìn)行評價(jià)和測試。

羅森博格測試系統(tǒng)對應(yīng)的測試標(biāo)準(zhǔn)有：

• ● IEC62153-4-3金屬通信電纜試驗(yàn)方法、電磁兼容性(EMC) 表面轉(zhuǎn)移阻抗、三軸法
• ● IEC62153-4-4金屬通信電纜試驗(yàn)方法 第4-4部分:電磁兼容性(EMC) 屏蔽衰減、測量屏蔽衰減as≤3GHz和as>3GHz的試驗(yàn)方法
• ● IEC62153-4-5金屬通信電纜試驗(yàn)方法 第4-5部分:電磁兼容性(EMC)耦合或屏蔽衰減 吸收夾法
• ● IEC62153-4-6金屬電纜及其他無源元件的測試方法 電磁兼容性 表面轉(zhuǎn)移阻抗 線性注入法
• ● IEC62153-4-7金屬通信電纜試驗(yàn)方法 第4-7部分:電磁兼容性(EMC) 3 GHz以內(nèi)及以上的傳輸阻抗和屏蔽衰減或連接器的耦合衰減的測量試驗(yàn)方法 三軸管中管法
• ● IEC62153-4-9金屬通信電纜試驗(yàn)方法 第4-9部分:金屬通信電纜試驗(yàn)方法 第4-9部分:電磁兼容性(EMC) 屏蔽平衡電纜的耦合衰減，三軸法
• ● IEC62153-4-15金屬通信電纜試驗(yàn)方法 第4-15部分: 電磁兼容性(EMC)傳輸阻抗和屏蔽衰減或三軸耦合衰減的測量試驗(yàn)方法

羅森博格的表面轉(zhuǎn)移阻抗和屏蔽衰減測試系統(tǒng)還兼容EN50289-1-6、DIN 47250 、IEC 61196-1 、VG 95214-12、VG 95214-13、 QC/T 1067．1—2017、USCAＲ37 和 LV 215等標(biāo)準(zhǔn)，以及團(tuán)標(biāo)T/CSAE-189-2021《電動汽車高壓屏蔽線纜及連接器表面轉(zhuǎn)移阻抗測試方法》。其測試結(jié)果的權(quán)威性受到國內(nèi)外車廠客戶的一致認(rèn)可，具有很高的權(quán)威性。

關(guān)于高壓屏蔽線束和高壓連接器的屏蔽性能

● 轉(zhuǎn)移阻抗：屏蔽層外表面干擾電流I1在屏蔽層內(nèi)表面與芯線間感應(yīng)的分布電壓U2，兩者之間的比值定義為表面轉(zhuǎn)移阻抗，在物理本質(zhì)上該參數(shù)只是反映的磁耦合部分，所以這個(gè)指標(biāo)有一定的局限性。越低的轉(zhuǎn)移阻抗意味越好的屏蔽性能。

● 屏蔽效能：屏蔽衰減是一種用于減少外部電磁干擾的技術(shù)。在電子設(shè)備中，外部的電磁輻射或干擾源可能會對內(nèi)部電路產(chǎn)生不希望的影響。屏蔽衰減通過使用屏蔽材料或屏蔽結(jié)構(gòu)來阻擋或吸收外部電磁干擾，以保護(hù)內(nèi)部電路的正常工作。屏蔽衰減的主要目的是阻止電磁輻射進(jìn)入電路或使其衰減到可接受的水平。屏蔽材料通常是導(dǎo)電材料，如金屬，可以有效地屏蔽外部電磁場，以保護(hù)電路免受干擾。

● 耦合衰減:耦合衰減是一種用于減少信號耦合的技術(shù)。在電路中，不同部分之間的電磁場或電磁信號可能會相互耦合，導(dǎo)致信號的干擾或誤差。耦合衰減的目的是降低這種耦合的強(qiáng)度，以減少信號的干擾。耦合衰減可以通過使用特定的耦合器件、設(shè)計(jì)電路的物理結(jié)構(gòu)或使用屏蔽材料等方式實(shí)現(xiàn)。其目標(biāo)是在不影響主要信號傳輸?shù)那闆r下，減少或阻止與其他電路部分之間的耦合。

羅森博格的表面轉(zhuǎn)移阻抗和屏蔽衰減測試系統(tǒng)的測試方法

羅森博格的表面轉(zhuǎn)移阻抗和屏蔽衰減測試系統(tǒng)主要的測試方法有三個(gè)：

● 三同軸法:測試系統(tǒng)由CoMet測試套管及相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)分析儀組成，適用于高壓線纜、高壓線纜+連接器、通訊線纜。通過該系統(tǒng)的封閉測試裝置，可以測試出大于 125dB 的屏蔽衰減和精確到μohm 的轉(zhuǎn)移阻抗。三同軸法又可細(xì)分為三種測試方法，每種測試方法各有不同的特點(diǎn)，需要根據(jù)測試樣品的不同選擇使用不同的測試方法。

注：三同軸法的測試連接圖

● 管中管法：用于高壓連接器的轉(zhuǎn)移阻抗測試。這個(gè)測試把高壓線束穿進(jìn)一條屏蔽管中，用于隔離高壓線束的線號干擾，所以可以精確的測試出高壓連接器的屏蔽性能數(shù)據(jù)。這種方法的測試布置相對復(fù)雜，針對不同連接器需要制作不同的屏蔽盒，屏蔽盒的加工費(fèi)用較高。

注：管中管法的測試連接圖

● 線注入法:適用于高壓線纜、高壓線纜+連接器、通訊線纜。這種方法測試成本低、測試布置簡單易實(shí)現(xiàn)、低頻段測試結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。但由于測試樣品外部沒有屏蔽，對測試環(huán)境的要求較高。由于容易引入外部環(huán)境的干擾，測試數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確。

注：線注入法的測試連接圖

以上的幾種測試方法均是由國外專家提出并發(fā)展起來的，下面介紹的電流探頭法是由我國專家提出的一種方法，依據(jù)是《GB/T 37133-2018電動汽車用高壓大電流線束和連接器技術(shù)要求》，這種方法適用于兩端均為連接器的樣品。測試的成本低、測試布置簡單易實(shí)現(xiàn)、通用性高。但測試相對于其他方法要復(fù)雜一些，測試中需將樣品的屏蔽層完全剝?nèi)ィ医Y(jié)果需要計(jì)算生成，對測試人員的要求較高。

以上方法均是通過測試得到實(shí)驗(yàn)測試數(shù)據(jù)，還可以依據(jù)《T/CSAE189-2021 電動汽車高壓屏蔽線纜及連接器表面轉(zhuǎn)移阻抗測試方法》中，“三同軸法”及其延伸方法“管中管法”的測試布置，通過軟件對高壓屏蔽線束連接器進(jìn)行仿真測試。

先建立與實(shí)測模型一致的仿真環(huán)境，再通過多個(gè)產(chǎn)品的實(shí)測數(shù)據(jù)對仿真模型進(jìn)行修正，就可以設(shè)計(jì)出對高壓線束、高壓連接器屏蔽性能進(jìn)行測試的仿真模型來。經(jīng)過實(shí)際比對，仿真出的數(shù)據(jù)與實(shí)測數(shù)據(jù)吻合良好。

注：仿真模型

注：仿真數(shù)據(jù)與實(shí)測數(shù)據(jù)對比

隨著新能源汽車行業(yè)的發(fā)展，以及自動駕駛技術(shù)的普及，由于汽車的運(yùn)行安全與人身安全息息相關(guān)，對誤操作零容忍，各大國內(nèi)外車廠必然會對高壓線束及高壓連接器的屏蔽性能越來越重視。北測集團(tuán)希望可以幫助汽車產(chǎn)業(yè)上下游企業(yè)解決實(shí)際問題，提升產(chǎn)品質(zhì)量，共同促進(jìn)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。