新能源汽車電磁兼（jiān）容測試驗證

常規（guī）車輛的電磁兼容性能在整個測試體係中已有（yǒu）較好的係統化要求，相應試驗的（de）實現條件也較完善，能（néng）夠較好地完成國家法規體係要求進行的試驗。隨著整個汽車行業的智能化、網聯化、電動化發展，車（chē）輛的屬性已逐漸從單一個體，演變成一個龐大智能（néng）交通網絡（luò）上的節點。“三化”帶給車（chē）輛大的變（biàn）化，是使車輛與其周遭環境，包括道路交通設施、其他車輛、環境（jìng）中包含（hán）的各種其他節點，越來（lái）越緊密地融合在一起。車（chē）上（shàng）新增的各種功能都在強調與環境的交互，這給車輛電磁兼容性能測試（shì）驗證帶來了新的挑戰--新能源（yuán）汽車測試（shì）係統。

按照常規分類方式，車輛的電磁兼容性能往往分為發（fā）射特性和抗擾特（tè）性。發射特性關注對車輛（liàng）以外的其他電器設備的（de）保（bǎo）護，我國主要由（yóu）法規來要求（GB 14023、GB/T 18387 和 GB 34660）；抗擾特性則（zé）關注車輛自身對外部幹擾的耐受能力，既有法規要（yào）求（GB 34660），更要關注車輛在抗擾測試中的安全和（hé）體驗表現。

（1）智能網（wǎng）聯汽車電磁輻射發射測（cè）試麵臨的（de）挑戰

測試內容和（hé）測試要求（qiú）麵（miàn）臨的挑戰

智能網聯汽車引入了更多的智能安全子係統與網聯通信子係統，這些新係統與傳統汽車子係統的大區別在於，它們不僅通過內部傳感器收集汽車內（nèi）部的運行信息，還通過全新的外部傳感器，如蜂（fēng）窩移動（dòng）通信天線、V2X 通信天線、車載毫（háo）米波（bō）雷達、視頻圖（tú）像采集係統等，主動地收集車輛周圍，甚至超出視（shì）野範圍的交通信息及其他車輛運行狀態信息。這些傳感器（qì）有些是通過無（wú）線通信獲取信息的，工作時對外輻射電磁波，而且需要一（yī）台能（néng）夠與其通信的外部設備才能（néng）夠維持正常的通信工（gōng）況（kuàng）。按照電磁兼容測試的常規思路，要求車輛進行（háng）輻（fú）射發射測試時，能夠覆蓋大發射（shè）狀（zhuàng）態的（de）工況。這就要求所有（yǒu）係（xì）統（tǒng）和功能（néng）都處於工作狀態，包括車（chē）載（zǎi）無線通信係統。然而將（jiāng）滿足國家無線電管理要求（qiú）的無線（xiàn）發射設備輻射出的有（yǒu）用信號作（zuò）為騷擾，並（bìng）要求其（qí）低於整車輻射發（fā）射（shè）的限值，這種做法可能會造成無線電管（guǎn）理和電磁兼容管理的結果（guǒ）相矛盾，引起政策理（lǐ）解（jiě）或執行層麵的問題。為此，全國無線電幹擾標準化技術委員會 D 分會正在討論對有（yǒu）意發射引發的工作頻段的輻射發射超（chāo）標豁免，並將豁免辦法寫進 GB 14023 標準的（de）附錄中。那麽在試驗過程（chéng）中（zhōng），如何區分本車的發射（shè）與用於激活本車設備工作的外部設備的發射、如何區（qū）分有意發射設備工作頻段的信（xìn）號與其帶來的非工（gōng）作頻（pín）段的諧（xié）波（bō）或雜散發（fā）射，是判斷（duàn）被測車輛輻射發射是否滿足要求（qiú）需要解決的首要問題。

試驗條件和試驗設備麵臨的挑戰

傳統汽車上所（suǒ）用無線（xiàn）設（shè）備的上限頻率不超過 6 GHz，引入 5G V2X 通信和毫米（mǐ）波雷達（dá）後，車載無線設（shè）備（bèi）的上限工作頻率飆升至（zhì） 81 GHz。對於如此高頻段的汽車輻射發射，國內均（jun1）未有標準給出明確的限值，汽車電磁兼容實驗室在設計建（jiàn）造時往（wǎng）往也不會針對如此高（gāo）的頻率。6 GHz 以上頻段的整車對外輻射發射需要有（yǒu）公共認可的測試方法和限值標準來約束，毫米波頻段的測試也需（xū）要對實驗室和測試設備提（tí）出新的要求。從測試（shì）設備角（jiǎo）度來說，在智能網聯係統的輻射發射測試中，還須保證測試設備不會影響測試環境的電磁底噪，否則（zé），輻射發射測試結果的準確性將難以保證。

（2）智能網聯（lián）汽車電磁抗擾測試麵臨的挑戰

測試內容（róng）和測試要求麵臨的挑戰

首先是測（cè）試重心改變所帶來的挑戰。傳統電磁抗擾測試（shì）的測試（shì）重（chóng）心（xīn）更多是整車和零部件（jiàn）的抗擾水平，即被測車輛與被測零（líng）部（bù）件（jiàn）在特定電磁（cí）環境下是否會發生功能紊亂等現象（xiàng），這是一種從功（gōng）能實現的角度衡量整車或零部件性能的方法。而在智（zhì）能網聯車輛上，由（yóu）於車輛獲得了一定程度的自我控製權，具有控製權的係統能否按（àn）照其預期功能正確執行便是智（zhì）能網聯車輛所要重點關注的問題，而這一問題（tí）恰恰是功能安全所關心的（de）問題。因此，智（zhì）能（néng）網聯汽車（chē）的電磁抗擾測試重心需要從簡單的功能實現轉為從安全（quán）的角度考察。其次是基於需求的驗證所（suǒ）帶來的挑（tiāo）戰。諸如ISO 26262《道路車輛功能安全》等眾多車輛安全性標準目前所正（zhèng）在做的是對於安全需求的不斷累積與更新。整車層（céng）級安全的實現過程實際上就是整車層（céng）麵的（de）不（bú）同安全需求的設計與（yǔ）實現過（guò）程，這實（shí）際是一種弱化約束的方法。在安全性設計階（jiē）段，將嚴苛的（de）、難以通過整體方式解決的安全性問題不斷切片，每一（yī）片代表一個特定的（de）安全需求，以此（cǐ）達到對安全性（xìng）問題的拆分 ；在後續的測試驗（yàn）證階段，通過（guò）驗證（zhèng）一個個安全需求（qiú）是否實現（xiàn），采用累（lèi）加的方式（shì）一步步地（dì）逼近完整的安全性問題，這樣可以使整個評估（gū）過程更容易執行，也實現（xiàn）了對於優解的近似代替。但這種基於安全需求（qiú）的測試方（fāng）法受需求覆蓋率影響極（jí）大，低覆蓋率（lǜ）下，安全需求累（lèi）積程度不夠，難以充分確定車輛（liàng）的安全性能。因此（cǐ），如何盡可能多地搜尋、確定並測試安全需求，是智能網聯（lián）車輛電磁抗擾測試所麵臨的又一個挑戰。

第三是測試量帶來的挑戰。顯然，測試的（de）安全需求越（yuè）多，得到的結果越逼近終（zhōng）的完整安全性驗證結論。但（dàn）大量的安全需求所帶來的是測試量的爆（bào）炸性增長，按照 ISO 26262 道（dào）路車輛功能安全的定義，造成人身及（jí）財產損失發生的危害事件（jiàn）是內部危害與外部運（yùn）行情境的組合。同一內部危害狀態與不同的外部運行情境的組合（hé），所產生的（de）危害事件（jiàn）的風險等級與傷害結果可能（néng）大不相同。因此，為了保證測試的有效性與高覆蓋率（lǜ），必須（xū）要考慮所有（yǒu）可能的車輛狀態與所有的運行情境（jìng）的組合。但問題也隨之而來，一方麵，ISO 26262 功（gōng）能安全（quán）標（biāo）準關注的是來源於係統故障行（háng）為的危害，包含預期行為的終止與非預期行為的發生兩個方麵，再細究上述（shù）故障（zhàng）行為的來源，又包含隨機硬件失（shī）效與係統性失效等等。即（jí）從功能安全角度來（lái）看，所需要考慮的內部危（wēi）害來源就極多；另一方麵，外界運行情（qíng）境的不同需要充（chōng）分考慮可能的（de）道路屬性（xìng）（道（dào）路幾何（hé）結構、拓撲結（jié）構、路麵（miàn）性質等）、環境屬性（天氣、溫（wēn）度、濕度不同時間段等）、交通屬性（xìng）（其他（tā）交通參與者（zhě）的數目、運行狀態、相對於本車的位置信息等）。內外兩種複雜選項組合而成的測試情景數目巨大，再加上（shàng）電（diàn）磁抗擾測試所要（yào）求的不（bú）同頻段、強度、極化方式、調製方（fāng）式（shì）的電磁幹擾，終生成的（de）智能網聯汽車電磁抗（kàng）擾測試情景的數目是驚（jīng）人（rén）的，無法在合理的時（shí）間及開銷下實現完整的全情景、全工況電磁抗擾測試。即，智能網聯車輛電磁抗擾的窮舉測試（shì）在現實中是無法（fǎ）實現的，需要尋找更為高效的測試思路與測試方法（fǎ）。後是全局安全問題所帶來的挑戰。整車功能安全的實現並不代表整車層（céng）級安全（quán）的實現。整車層（céng）級的安全除了（le）功能實現與（yǔ）功能安（ān）全之外，還包含預（yù）期功能安（ān）全與網絡安全兩個方麵。從基（jī）礎的功能實現開始（即僅關注目標功能是否能夠正常（cháng）實現，而（ér）較（jiào）少關心或基本不關心外界運行情景的小範圍變化（huà）），功（gōng）能安全在功能實現的基礎上加入了風險的判定（dìng），旨在確（què）定預期功能是否能夠（gòu）正確地實現，關注的是實（shí）現的正確性與質量高低 ；預期功能安全在確保（bǎo）預期功能（néng）已經正（zhèng）確實現的情況下，將預期（qī）功（gōng）能和實際需求功能做出對比，觀察（chá）預期功能是否能夠滿足實際情景使用中對它的需求 ；網絡安全在預期功能自身的實現已具有完滿性的情況下，探討外部的有意入侵行為是否會對預期功能自身的完滿性造成影響。這幾個方（fāng）向相輔相成，互為（wéi）補充。因而在執（zhí）行智能網聯（lián）車輛電磁（cí）抗擾測試時，傳統電（diàn）磁抗擾測試所關注的功能實現問（wèn）題（tí）在安全層麵上來說是不充分的安全問（wèn）題的妥善解決需要從（cóng）四個角度的（de）特（tè）點入（rù）手（shǒu），分別設計並執行測試過程。綜合來說，以上幾大挑戰實質上就是在測試用例設計方麵麵（miàn）臨的挑戰。既然對於確保（bǎo）智能網聯汽車安全性的（de）電磁抗擾試驗而言，窮舉測試是不（bú）現實的，那麽若要開（kāi）發出一套業界可以接受的電磁抗擾試（shì）驗標（biāo）準，就需要對測（cè）試用（yòng）例進行凝（níng）練。智能網聯汽車，或者自動駕駛汽車的（de）安（ān）全性至關重要，如何（hé）在凝練（liàn）測試用例（lì）的同時，確保其電磁安全性能夠達（dá）到或者超出現有車輛的水平，這要求設計人員對智能網聯汽車的新（xīn）功能、性能，及其與車載現有其他係統（例如動力、底盤、轉向）之間的關係有比較深入的了解，能夠從各種故障行為、外部情境及其造成的危害角度出發，梳理出使智能網（wǎng）聯汽車達到人們預期電磁安全水平所必須（xū）驗證的測（cè）試用例集，以及在這些（xiē）測試用（yòng）例之下必須關注的車輛參數（shù）水平，這需要相關技術人員在（zài）摸（mō）索中逐漸完善。

試驗條件和試（shì）驗設備麵臨的挑戰

智能網聯汽車之所以叫智能網聯，就（jiù）是（shì）因為搭載了各種可感知周邊環境的傳感器和可與（yǔ）非視距外圍設備通信的無線通信設備（bèi），使車（chē）輛具（jù）備（bèi）了正（zhèng）確感知周遭視距和非視距範圍內（nèi）的（de）環境並做出（chū）相應反應的能力。傳統汽車進行電磁兼（jiān）容測試時，通常僅要求試驗環（huán）境的電磁背景（jǐng）幹淨，且車輛能夠（gòu）在試驗環境中達到（dào）一定的車速 ；而（ér）智能網聯汽（qì）車則需要在實驗環境（jìng）中去模擬道路環（huán）境，並與車輛（liàng）進（jìn）行（háng）正常交互（hù），以（yǐ）便欺騙車載傳感器（qì）和無線通信設備，使其誤（wù）認為車輛（liàng）確實在道路上運行，相應的（de）智能、網聯功（gōng）能能夠正常激活。這些要求對試驗條件提出了極大挑戰。

首先，這需要用到（dào）一係列輔助設備。例如（rú），激活自適應巡航係統（tǒng）（ACC）和自（zì）動緊急製動係統（AEB）進行電磁兼（jiān）容性能測試時，需要用到（dào）雷達目標模擬器或角反射器......其次，在試驗環境中，還（hái）不能存在與道路環境（jìng）中的障礙物（wù）及目標特性接近、可能導致車載智（zhì）能網聯功能非正常觸發或不能（néng）正常（cháng）觸發的額外因（yīn）素（sù），例（lì）如反射特性與（yǔ）車載雷達係統目標相當的反射體，或特別昏暗及特別明亮會（huì）影響車載攝像頭（tóu）工（gōng）作的燈光等。這需要在試驗之前（qián）對試（shì）驗環境進行合理的調整和標定（dìng）。除了需（xū）要用到更多類型的設備來完成並對測試環境提出了特殊要（yào）求以外，智能網聯汽車的電磁抗擾測（cè）試也（yě）對測試（shì）設備（bèi）提出了更高的技術要求 ：在智能網聯係統的輻射抗擾測試中，須保證測試設備不會受施加的電磁騷擾的影響（xiǎng），否則，無法判斷測試結果中出現的功能或性（xìng）能降級是因為測試設備被幹擾還是因為車輛本身抗擾性能不足而導致的 ；情況下，測試（shì）設備還可能因輻射抗擾試驗的高場強而損壞。這也導（dǎo）致很多智能網聯汽車路試、台架測試和仿真測（cè）試所用設備並不能用於電磁兼容測試，電磁兼（jiān）容（róng）測試（shì）設備需（xū）要做（zuò）特殊的設計處理。