新能（néng）源汽車電磁兼容測試驗證

常規車輛的（de）電磁兼容性能在整個測試（shì）體（tǐ）係（xì）中已有（yǒu）較好的係統化要求，相應試驗的實現條件（jiàn）也較完善，能夠較好地完成國家法規體係（xì）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，車輛的屬性已逐漸從單一（yī）個體，演變（biàn）成一個龐（páng）大智能交通網絡上的節點。“三化”帶給車輛大的變化，是使車輛與其周遭環境，包（bāo）括道路（lù）交通設施、其他車（chē）輛、環境中（zhōng）包（bāo）含的（de）各（gè）種其他節點，越來越緊密地融合在一起。車上新增的各種功能都在強調與環（huán）境的交互，這給車輛電磁兼容性能測試驗證帶來了新的挑戰--新能源汽車測試係統。

按照（zhào）常規分（fèn）類方式，車輛的電磁兼容性能往往分為發射特性和抗擾特（tè）性（xìng）。發射特性關注對車輛以外的其他電器設備的保護，我國主要由法規來（lái）要求（qiú）（GB 14023、GB/T 18387 和（hé） GB 34660）；抗擾特性則關注車輛自身對外部幹擾的耐受能力，既有法（fǎ）規要求（qiú）（GB 34660），更要關注車輛在抗擾測試中（zhōng）的安（ān）全和體驗表現。

（1）智能網聯汽車電磁輻射發射測試麵臨的挑戰

測試（shì）內容和（hé）測試要求麵臨的挑戰

智能網聯汽車引入了更（gèng）多的智能安全子係統與網聯通信子係統，這些新係統與傳（chuán）統汽車子係統的大區別在於，它們不僅通過（guò）內部傳感器收集汽車內部的運行信息，還（hái）通過全新的外部傳感器，如蜂窩移動通信天線、V2X 通信天線、車載毫（háo）米波雷達、視頻圖像（xiàng）采集係統等（děng），主動地收集車輛周圍，甚至超出視野範圍的交通信息及其他車輛運行狀態信息。這些傳感器有些是通過無線通信獲取信息的，工作時對外輻射電磁波，而且需要（yào）一台能夠與其通信的外部設備才能夠維持正常（cháng）的通信工況。按照電磁（cí）兼容測試的常規思路，要求車輛進行輻射發射測試時，能夠覆蓋大發射狀態的工（gōng）況。這就（jiù）要求所有係（xì）統和功能都處於工作（zuò）狀態，包括車載（zǎi）無線（xiàn）通信係（xì）統（tǒng）。然而將滿足（zú）國家無線電管理要求的無線發（fā）射設備輻射出的有用信號作為騷擾，並要（yào）求其低於整車輻射發射的限值，這種做法可（kě）能會造成無線電管理和電磁兼容管理的結果相矛盾，引起政策理解或執（zhí）行層麵的問（wèn）題。為此，全國無線電幹擾（rǎo）標準化技術委（wěi）員會 D 分會正在討論對有意發射引發的工作頻段的輻射發射超標豁免，並將豁免辦法寫進 GB 14023 標準的附錄中。那麽在試驗過程中，如何區分（fèn）本車的發射與用於激活本車設備（bèi）工作的外（wài）部設備的發射（shè）、如何區分有意發射設備工作頻段的信號與其帶來的非工作頻段的諧波（bō）或（huò）雜散發射，是判斷被（bèi）測（cè）車輛輻射發射是否滿足要求需（xū）要解決（jué）的（de）首要問題。

試驗條件和試驗（yàn）設備（bèi）麵臨的（de）挑戰

傳統汽車上所用無線設備的上限頻率不超過 6 GHz，引入 5G V2X 通信和毫（háo）米波雷達後，車載無線設備（bèi）的上限工作頻率飆升至 81 GHz。對於如此高頻段的汽車輻射發射，國內均未有標準給出明確的限值，汽車電磁兼容實驗室在設計建造時往（wǎng）往也不會針（zhēn）對如（rú）此高的頻率。6 GHz 以上頻段的整車對外輻射發射（shè）需要有公共認（rèn）可的測試方法和限值標準（zhǔn）來約束，毫米波頻段（duàn）的測試也需要對實驗室和測試（shì）設備（bèi）提出新的要求。從測試設備角度來說，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（shì）環境的電磁底（dǐ）噪，否則，輻射發射測試結果的準（zhǔn）確性將難以保證。

（2）智能網聯汽車電磁抗擾測試麵臨的挑戰（zhàn）

測試內容和測試要求（qiú）麵臨的挑戰

首先是測試（shì）重（chóng）心改變所帶來的挑戰。傳統電磁抗（kàng）擾測（cè）試的測（cè）試重心更多是整車和零部件的抗擾水平，即被測（cè）車輛與被測零部件在特定電磁（cí）環境下是否會發（fā）生功能（néng）紊（wěn）亂（luàn）等現象，這是一種從功能實現的（de）角度衡量（liàng）整車或零部件性能的方法。而在智能網聯車輛上，由於車輛獲得了一定程度的自我控製權，具有控製權的（de）係統能否按照其預（yù）期功能正確執行便是智能網聯車輛所要重點關注的問題，而這一問題恰恰是功能安全所關心的問題。因此，智能（néng）網聯汽車的電磁抗擾（rǎo）測試重心需要從簡單的功能實現轉（zhuǎn）為從安全的角度考察。其次是（shì）基於需求的驗證所帶來的挑戰。諸如（rú）ISO 26262《道路車輛功（gōng）能安全》等眾多車輛安全（quán）性標準目前所（suǒ）正在做的是（shì）對於安（ān）全需求的不斷（duàn）累積與更新。整車層級安全的實現過程實際上就是整車層麵（miàn）的不同安全需求的設計（jì）與實（shí）現（xiàn）過程（chéng），這實際是（shì）一種弱化約束的方法。在安全性（xìng）設計階段，將（jiāng）嚴苛的、難以通過整體（tǐ）方式解決的安全性問題（tí）不斷切片，每一片代表一個特定的安全需求，以此達到對安全性問題的拆分 ；在後續的測試驗證階段，通過驗證一（yī）個個安全需求是否實現，采用累加的方式一（yī）步步地逼近完整的（de）安全性問題（tí），這樣可以使整個評估過程更容易執行，也實現（xiàn）了對於優解的近似代替。但這種基於安全（quán）需求的測試方法受需求覆蓋率影響極大，低（dī）覆蓋率下，安全需求累積程度不夠，難（nán）以充分確（què）定車輛的安全性能。因此，如何盡可能多地搜尋、確定並測試（shì）安全需求，是智（zhì）能（néng）網聯（lián）車輛電磁抗擾（rǎo）測（cè）試所麵臨的又一個挑戰。

第三是測試量帶（dài）來的挑戰。顯然，測試的安（ān）全需求越多，得到的結果越逼近終的完整安全性驗證結論。但大量的（de）安全需求所（suǒ）帶來的是測試量（liàng）的爆炸性（xìng）增長，按照（zhào） ISO 26262 道路（lù）車輛（liàng）功能安全的定義，造成人（rén）身及財產損失發生（shēng）的危（wēi）害事件是內部（bù）危害與外部運行情境的組合（hé）。同（tóng）一內部危害狀態與不同的（de）外部運行情境的組合，所產生的危害事件（jiàn）的風險等級與傷害結果可能大不相同（tóng）。因此，為（wéi）了（le）保證測試的有效性與高覆蓋率，必須要考慮所有（yǒu）可能的車輛狀態與所有的運（yùn）行（háng）情境的組合。但問題（tí）也隨之而來，一方麵，ISO 26262 功能安全標準關注（zhù）的是來源於係統故障行為的危害，包含預期行為的終止與非預期行為的（de）發生兩個方麵，再細究上述故障行為的來源，又（yòu）包含隨（suí）機硬件失效與係（xì）統性失效等等。即從功能安全角度來（lái）看，所需要考慮的內部危害來源就（jiù）極多；另一方麵，外界運行情境的不同需要充分考慮可能的道路屬性（道路幾（jǐ）何結構（gòu）、拓撲結構、路麵性質等）、環境屬性（天（tiān）氣、溫度、濕度不同時間段等）、交通屬性（其他交通參（cān）與者的數目、運行狀態（tài）、相對於本車的位（wèi）置信息等）。內外兩種複雜選項組合而成的測試（shì）情景數目巨大，再加上電磁抗擾測試所要求的不同頻段、強度、極化方式、調製方式的電磁幹擾，終生成的智能（néng）網聯（lián）汽車電磁抗擾測試情景的數目是驚人的，無法在合（hé）理的時間及開銷下實現完整（zhěng）的全情景、全工（gōng）況電磁抗擾測（cè）試。即，智能網聯車輛電磁抗擾的窮舉測試在現實中是無法實現的，需要尋找（zhǎo）更為高效的（de）測試思路與測試方法。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（biǎo）整車層級安全的實現。整車層級的安全除了功能實現（xiàn）與功能安全之外，還包含預期功能（néng）安全（quán）與網絡安全兩個方麵。從基礎的功能實現開始（即僅關（guān）注目標功能是否能夠（gòu）正常實現（xiàn），而較少關心或（huò）基本不關心外界運行情景（jǐng）的小範圍變化），功能安全在功能實現的基礎上加入了風險的判定，旨（zhǐ）在確定預期功能是否能夠正確地實現，關注的是實現的正確性與質量高低 ；預（yù）期功能安全在確保預期功能已經正確實現的情況（kuàng）下，將預期功能和實（shí）際需求功能做出（chū）對比，觀察預期功能是否能夠滿足實際情景使用中對它的需（xū）求 ；網絡安（ān）全在預期功能自身的實現（xiàn）已（yǐ）具（jù）有完滿性的情況下，探討外部的有意入侵行為（wéi）是否會對預期功能（néng）自身的完滿性造成影響。這幾個方向相輔相（xiàng）成，互為補充。因而在執行智能網聯車輛電磁抗擾（rǎo）測試（shì）時，傳統電磁抗擾測試所關注的（de）功能實現問題在安全層麵上來說是不充分的安全問題的妥善解決需要從四個（gè）角（jiǎo）度的特點入手，分別設計（jì）並執行測試過程。綜合來說，以上幾大挑（tiāo）戰實質上就是在測試用例設計方（fāng）麵麵臨的挑戰。既然對於確保智能（néng）網（wǎng）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，那麽若要開發出一套業界可以接受（shòu）的（de）電（diàn）磁抗擾試驗（yàn）標準，就需要對測（cè）試（shì）用（yòng）例進行凝練。智能網聯汽車，或者自動駕（jià）駛（shǐ）汽車的安（ān）全性至關重要，如何在凝練測（cè）試用例的同時，確保其電磁安全性能夠達到或者超出現有車輛的水平，這要求設計人員對智能（néng）網聯汽車的新功能、性能，及其與（yǔ）車（chē）載現有其他係統（例如（rú）動（dòng）力、底盤、轉向）之間的關係有比較（jiào）深入的了解，能夠從各種（zhǒng）故障行為、外部情境及其造成的危害角度出發，梳理出使智能網聯汽車達到人們預期電磁安全水平（píng）所（suǒ）必須驗證的測（cè）試用例集，以及在這些測試用例之下必（bì）須關注的車（chē）輛參數（shù）水平，這需要（yào）相關技術人員在摸索中逐漸完善。

試驗（yàn）條件和試驗設備麵臨的挑（tiāo）戰

智能網聯（lián）汽車之所以叫智能網聯，就是因為搭載了各種可感知周邊環境的傳感器和可與非（fēi）視距外（wài）圍設備通信的無線（xiàn）通信設備（bèi），使車輛具（jù）備（bèi）了正確感知周遭視距和非視距範圍內的環境並做出相應反應的能力。傳統（tǒng）汽（qì）車進行（háng）電（diàn）磁兼（jiān）容測（cè）試時，通常僅要求試驗環境的電磁背景幹淨，且車（chē）輛能夠在試驗環境中達（dá）到一定的車速 ；而（ér）智能（néng）網聯（lián）汽車則需要在實（shí）驗環境中去模擬道路（lù）環境，並與車輛進行正常交互，以（yǐ）便欺騙車載傳感（gǎn）器和無線通信設備，使其誤（wù）認為車輛確（què）實在道路（lù）上運行，相應的智能、網聯功能能夠正常激活。這些要求對（duì）試驗條件提（tí）出了極大挑戰。

首先，這需（xū）要用到一係列輔（fǔ）助設備。例如，激活自適應巡航係統（ACC）和自動緊急（jí）製動係統（tǒng）（AEB）進行電磁兼容性（xìng）能測試時，需要用到雷達目標模擬（nǐ）器或角反射器......其次，在試驗環境中，還不能存在與道路環境中的障礙物及目標特性接近、可能導致車載智能（néng）網聯功能（néng）非正常觸（chù）發或不能正常觸（chù）發的額外因（yīn）素，例如反射特性與車載雷達係（xì）統目標相（xiàng）當的反射體，或特別（bié）昏暗及特別明亮會影響車載攝像頭工作的燈光等。這需要在試驗之前對試驗（yàn）環境（jìng）進行合理（lǐ）的調整和標定。除了需要用到更多類（lèi）型的設備來完成並（bìng）對測試（shì）環境提出（chū）了特殊要求以外，智能網（wǎng）聯汽車的電磁抗擾（rǎo）測試也對測（cè）試設備提出了更高（gāo）的技術要求（qiú） ：在智能網聯係統的輻射抗擾測試中，須保（bǎo）證測（cè）試設備不會（huì）受施加的電磁騷擾的影（yǐng）響，否則，無法判（pàn）斷測試結果中出現的功（gōng）能或性能降級是因為測試設備被幹擾還是（shì）因為車輛本身抗擾性能不足而導致的 ；情況下，測（cè）試設備還可能因輻射抗擾試驗的高場（chǎng）強而損壞。這也（yě）導致很多智能網聯汽車（chē）路試、台架測試和仿真（zhēn）測試所（suǒ）用設備並（bìng）不能用於電磁兼容測試，電磁兼容測試設（shè）備需要做特殊的設計處理。