車載充電機交流傳導發射測試方法研究

中圖分類號：U467.1 文獻標志碼：A DOI：10.20104/j.cnki.1674-6546.20240408

Research on Testing Methods for Conducted Emission of AC Power Lines from On-Board Charger

FuGuoliang，Lan Xianping，Huang Yanqiong，Liu Guanghao （GACRamp;D Center，Guangzhou511434）

【Abstract】This paper investigates discrepancies between the conductedemission test results of the On-Board Charger （OBC）andthoseof thevehicle-level alternating currnt charging system.Starting fromthetesting mechanisms，the paper systematicallyanalyzes thecorelation betweentheOBC’s electromagnetic interferencecharacteristicsandthe vehicle-level testconditions.Throughcombined simulationand experimental validation，the paper proposes acomponent-levelconducted emissioninterferencecontrolscheme.Byensuringcomponent-levelelectromagneticcompatibilityperformance，thescheme enablespre-validationofvehicle-levelstandardrequirements，therebyprovidessupportfortheforwarddevelopmentof electromagnetic compatibility in new energy vehicles.

Key words：On-board charger，Conducted emisson，Vehicle electromagnetic environment. Testing methods

【引用格式】付國良，藍賢平，黃妍瓊，等.車載充電機交流傳導發射測試方法研究[J].汽車工程師，2025（7）：24-28. FUGL，LANXP，HUANG YQ，et al.Researchon Testing Methods forConducted EmissonofAC PowerLines from On-Board Charger[J].Automotive Engineer，2025（7）： 24-28.

1前言

導充電電磁兼容性要求和試驗方法》進一步建立了本土化的技術規范。

目前，新能源汽車普遍采用交流充電方式補能，其能量傳輸路徑為：電網交流電經充電樁接入車輛交流接口后，由車載充電機（On-Board Charger，OBC）轉換為高壓直流電，為動力電池充電。值得注意的是，車載充電機內部的大功率開關器件是整車的主要電磁干擾源，其產生的傳導電磁干擾可通過電源線傳導至電網。針對該問題，ECER1O《關于車輛電磁兼容性能認證的統一規定》已明確整車及零部件通過交流電源線的射頻傳導發射測試方法。我國發布的GB/T40428—2021《電動汽車傳

針對整車交流傳導發射不滿足法規要求的問題，現有解決方案聚焦于故障后處理：張呈雨等通過干擾信號分析，采用充電槍屏蔽方案解決了整車充電傳導超標問題，該方法雖對單一車型有效，但未從根本上解決噪聲源問題，更換非標配充電槍時仍可能出現超標風險，同時，出口車型普遍取消隨車充電槍配置，導致方案適用性受限。相較而言，孫凱燚等通過定位車載充電機為干擾源，并采用Y電容頻段濾波技術實現源頭抑制，使車輛滿足跨機構檢測一致性要求，然而，該方案缺乏正向開發角

度的系統性規避策略。

綜上，現有研究多側重于問題排查層面的解決方案，基于正向開發的電磁兼容性能設計方法尚未建立。本文從充電傳導測試原理出發，建立整車及車載充電機的傳導騷擾測試映射模型，分析整車和零部件測試存在的差異，通過建立仿真模型進行仿真和實測數據對比，驗證分析結果并提出零部件級傳導騷擾測試優化方案，以期從正向開發角度解決車輛交流傳導測試超標問題。

2 傳導發射測試

2.1車載充電機交流傳導發射測試

車載充電機交流傳導發射測試的試驗限值應按照ECER10中表14《沿AC電源線最大允許射頻傳導發射》和附件19《沿AC電源線射頻傳導發射》規定的試驗方法進行，要求使用CISPR16-1-2：2014中4.3節所描述的 50μH/50Ω 人工電源網絡，該網絡應直接安裝在試驗桌的金屬平面上，測量端口應端接一個 50Ω 負載。車載充電機交流傳導發射限值要求如表1所示，布置要求如圖1所示。

2.2整車交流充電傳導發射測試

整車交流充電傳導發射測試應按照ECER10中表7《沿AC電源線最大允許射頻傳導發射》和附件13《車輛AC電源線射頻傳導發射》規定的試驗方法進行。整車交流充電傳導發射限值見表1，布置要求如圖2所示。

整車和車載充電機交流傳導發射測試的自的都是限制產品交流傳導發射對電網的影響，故測試限值一致。根據GB/T27930—2015《電動汽車非車載傳導式充電機與電池管理系統之間的通信協議》和國家標準中交流充電車樁握手參考電路（見圖3）的要求，實際整車測試時，充電口的火線（L線）接口和零線（N線）接口直連車載充電機的交流接口。

考慮到測試的頻段為 0.15～30MHz ，測試使用的線束均為車載充電機的L線和N線，因此，對于同一車載充電機，整車的交流充電傳導發射測試結果應與零部件的交流傳導發射測試結果基本一致，但實際測試中二者存在很大差異。

3交流充電傳導發射分析

3.1 測試結果對比

本文以廣汽某款純電動車型及其所搭載充電機的交流傳導發射測試為研究對象，對交流傳導測試情況進行對比分析。

車載充電機測試的布置情況和測試結果如圖4所示，整車測試的布置情況和測試結果如圖5所示。可見，車載充電機與整車測試結果的傳導騷擾曲線非常相似，均存在 100kHz 倍頻尖峰，但是整車測試結果相較于車載充電機測試結果在高頻段整體存在5＼～10dB的上升。

3.2 噪聲路徑分析

同一車載充電機在整車和零部件測試時的噪聲源均為車載充電機自身，接收設備均針對L線和N線的噪聲進行測試。電磁兼容性能的影響因素主要包括噪聲源、噪聲路徑、接收設備，因此，造成差異的原因為噪聲路徑不一致。為分析測試時的噪聲路徑，根據實際測試布置情況建立如圖6所示的整車測試模型。

由圖6可知，車載充電機發出的傳導發射噪聲電流通過L線和N線，由人工電源網絡測量。一部分噪聲電流通過地線（PE線）返回車載充電機，另一部分高頻噪聲電流通過車輛和實驗室接地平面的寄生電容回到車載充電機。因此，測試結果受兩個因素影響，即車載充電機產生的噪聲電流和噪聲電流回路的阻抗。

車載充電機的交流充電傳導發射測試模型如圖7所示，由圖7可知，車載充電機發出的傳導發射噪聲電流通過L線和N線，由交流人工電源網絡測量。大部分共模噪聲電流通過試驗桌經由人工電源網絡返回車載充電機，小部分共模噪聲電流通過其他路徑返回源端，包括L線和N線與車載充電機其他線束之間的耦合、高壓（HV）線束以及車載充電機和試驗桌的寄生電容。因此，車載充電機交流傳導發射的測試結果主要受噪聲電流和噪聲電流回路的阻抗影響。

通過以上分析可知，造成整車測試和零部件測試結果差異的根本原因在于噪聲電流的路徑阻抗不同。整車測試時，車載充電機的接地通過PE線與人工電源網絡的接地端口相連接，零部件測試時，車載充電機的接地點直接通過試驗桌與人工電源網絡接地端口相連接，從而導致了噪聲電流回流路徑的阻抗差異。

4仿真分析

為驗證上述分析的準確性及相關參數對交流充電傳導發射測試結果的影響，根據整車和零部件的測試模型建立如圖8所示的仿真模型。仿真中，噪聲源設置為車載充電機交流充電傳導發射測試的噪聲電流，線束模型、寄生參數等其他參數通過實際測試獲得。

零部件和整車測試的仿真結果如圖9所示，由圖9可知：

a.在低頻段（ lt;1MHz ），線束電感的影響不明顯，所以零部件測試與整車測試的結果差別很小，與實際測試結果相符；

b.在中高頻段，受整車和實驗室接地平面寄生電容影響，相較于零部件測試結果，傳導騷擾整車測試結果平均高約5dB，仿真結果與實測結果基本一致。

5 測試方法研究

零部件所處的電磁環境是車輛內部電磁環境，整車所處的電磁環境是道路電磁環境。零部件電磁兼容性（Electromagnetic Compatibility，EMC）測試的自的是評估其在整車電磁環境下的EMC性能，包括能否正常工作，以及不發生功能喪失或性能降級，且不產生影響其他部件正常工作的電磁噪聲[8]。因此，整車和零部件EMC測試的限值一般不同。車載充電機在整車交流充電傳導發射測試時為相對獨立的部件，可以認為整車測試結果取決于零部件的測試結果，所以沒有為車載充電機設定獨立的交流傳導發射限值，而是與整車保持一致。

為了更加準確地評估車載充電機在整車電磁環境下的EMC性能，結合前文的分析，可以從優化測試布置和優化測試限值兩個方面優化車載充電機的交流充電傳導發射測試。

根據整車測試時的布置環境和仿真分析結果，提出以下布置要求：

a.被測件應放置在非導電、低相對介電常數材料上，距試驗桌平板上方 50mm±5mm 的位置；b.被測件接地點通過編織接地帶與試驗桌平板相連；c.交流人工電源網絡應放置在實驗室接地平面，接地點通過實車PE線與試驗桌平板相連；

d.其余要求參照ECER10。

根據以上要求，車載充電機交流傳導發射測試的布置情況如圖10所示。

根據實測對比和仿真分析結果，如果不采用圖10給出的優化布置方案，也可以通過整車及零部件測試及仿真積累經驗，根據整車與零部件測試數據之間的差值范圍，對零部件試驗提出相關限值要求，如表2所示。

按照優化后的布置要求，采用第3節的方法進行仿真，結果如圖11所示，車載充電機測試結果與整車測試結果具有更好的符合性，更能代表車載充電機在整車端的EMC性能。

6 結束語

針對整車與零部件傳導發射測試場景存在差異導致零部件測試合格而整車測試超標的問題，本文通過對比分析車載充電機交流傳導發射測試與整車交流充電傳導發射測試的布置參數差異（包括接地方式、線束布局等關鍵變量），建立了測試場景的映射模型。基于該模型，結合多物理場仿真與實車驗證數據，提出面向車載充電機測試的修正布置方案，實現零部件測試合格即整車測試達標的技術目標。

為此，建議在項目開發前期明確車載充電機測試布置要求和限值要求，以保證整車測試順利通過法規要求。

參考文獻

[1]劉美.電動汽車車載充電機平面變壓器電磁兼容性研究 [D].合肥：合肥工業大學，2019. LIUM.Studyon Electromagnetic Compatibility of Planar Transformer in On-Board Charger of Electric Vehicle[D].

Hefei：HefeiUniversityofTechnology，2019.

[2]周宇奎.談電動汽車傳導充電CE測試限值的界定原則 [J].安全與電磁兼容，2016（4）：9-10. ZHOUYK.Discussion on the Definition Principle of the Conducted Emission Requirements for Conductive Charging of Electric Vehicle[J].Safetyamp; EMC，2016（4）： 9-10.

[3]中華人民共和國工業和信息化部.電動汽車傳導充電電 磁兼容性要求和試驗方法：GB/T40428—2021[S].北京： 中國標準出版社，2021. Ministry of Industry and Information Technology of the People’s Republic of China. Electromagnetic Compatibility Requirements and Test Methods of Conductive Charging for Electric Vehicles：GB/T 40428—2021[S]. Beijing：China Standards Press，2021.

[4]張登雨，郭建東，胡杰，等.電動汽車交流充電傳導干擾的 排查整改[J].安全與電磁兼容，2023（4）：76-79+83. ZHANG D Y，GUO JD，HU J， et al. Troubleshooting and Rectification of AC Charging Conduction Interference of Electric Vehicles[J].Safetyamp;EMC，2023（4）： 76-79+83

[5]孫凱燚，王洪超，郭建東，等.某款電動汽車充電輻射與傳 導整改案例淺析[J].中國汽車，2021（2）：10-17+52. SUNKY，WANGHC，GUOJD，etal. Brief Analysisof the Rectification of the Charging Radiation and Conduction of a Certain Electric Vehicle[J]. China Auto，2021（2）：10-17+52.

[6]中國電力企業聯合會.非車載傳導式充電機與電動汽車 之間的數字通信協議：GB/T27930—2023[S].北京：中國 標準出版社，2023. China Electricity Council.Digital Communication Protocols between Off-Board Conductive Charger and Electric Vehicle： GB/T 27930—2023[S]. Beijing： China Standards Press，2023.

[7]秦啟森.基于故障樹的電子設備電磁兼容故障分析[D]. 西安：西安電子科技大學，2020. QINQ S.EMC Fault Analysis of Electronic Equipments Based on Fault Tree[D].Xi'an：Xidian University，2020. （責任編輯斛畔） 修改稿收到日期為2024年12月2日。