智能聯(lián)網(wǎng)車輛電磁抗擾檢測面臨的問題及對(duì)策

基本汽車的電磁兼容性在所有測試系統(tǒng)中都有很好的專業(yè)規(guī)定，相應(yīng)測試的完成標(biāo)準(zhǔn)也比較健全，可以更好的進(jìn)行中國法律體系標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)。隨著整個(gè)汽車行業(yè)的智能化.網(wǎng)聯(lián)化.隨著電氣化的發(fā)展，汽車的特性逐漸從一個(gè)人轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)巨大的智能交通網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)。

“三化”汽車最大的變化是讓汽車及其周圍環(huán)境，包括道路交通設(shè)施.別的車子.環(huán)境中包含的各種節(jié)點(diǎn)越來越緊密地融合在一起。汽車中的各種新功能都注重與環(huán)境的互動(dòng)，這給新能源汽車系統(tǒng)的電磁兼容性測試驗(yàn)證增加了新的挑戰(zhàn)。

根據(jù)基本分類，汽車的電磁兼容性能通常分為發(fā)送特性和抗干擾特性。發(fā)送特性關(guān)注車輛以外的其他電氣設(shè)備的保護(hù)，我國主要由法律法規(guī)規(guī)定（GB14023.GB/T18387和GB34660)；抗干擾特性關(guān)注汽車本身對(duì)外界影響的承受能力水平。既有法律法規(guī)規(guī)定（GB34660)，更要注意汽車在抗擾測試中的安全性和體驗(yàn)表現(xiàn)。

01智能網(wǎng)絡(luò)車輛電磁輻射發(fā)送檢測

面臨的難題

智能聯(lián)網(wǎng)車輛引入了更多的智能安全子系統(tǒng)和聯(lián)網(wǎng)通信子系統(tǒng)。這種新系統(tǒng)與傳統(tǒng)汽車子系統(tǒng)最大的區(qū)別在于，它們不僅通過內(nèi)部傳感器收集汽車內(nèi)部的運(yùn)行信息，還通過蜂窩移動(dòng)通信天線等新的外部傳感器收集汽車內(nèi)部的運(yùn)行信息.V2X通信天線.車載毫米波雷達(dá).視頻圖像采集系統(tǒng)等，積極收集汽車周圍，甚至超出視野范圍的路況信息和其他汽車工作狀態(tài)信息。

其中一些傳感器是通過無線通信獲得信息的。它們?cè)诠ぷ鲿r(shí)輻射電磁波，需要一個(gè)可以與它們通信的外圍設(shè)備來維持正常的通信工作條件。根據(jù)電磁兼容試驗(yàn)的基本思路，規(guī)定車輛在進(jìn)行輻射傳輸檢測時(shí)，可以覆蓋較大傳輸狀態(tài)的工作條件。這就要求所有系統(tǒng)和功能都處于運(yùn)行狀態(tài)，包括車載無線通信系統(tǒng)。然而，將符合中國無線電管理標(biāo)準(zhǔn)的無線發(fā)射設(shè)備輻射出有用的信號(hào)，并要求其小于整車輻射發(fā)射限值。這種行為可能導(dǎo)致無線電管理和電磁兼容管理的結(jié)果之間的矛盾，導(dǎo)致政策理解或?qū)嵤┲械膯栴}。

因此，國家無線電干擾標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)聯(lián)合會(huì)D分會(huì)討論了對(duì)有意發(fā)送引起的工作頻段輻射發(fā)送的過量豁免，并將豁免方法寫入GB14023標(biāo)準(zhǔn)的補(bǔ)充規(guī)則。在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中，如何區(qū)分車輛的發(fā)送和用來激發(fā)車輛設(shè)備工作外圍設(shè)備的發(fā)送.如何區(qū)分設(shè)備工作頻備工作頻帶的信號(hào)和非工作頻帶的諧波或雜散發(fā)送是區(qū)分待測車輛輻射發(fā)送是否符合要求的關(guān)鍵問題。

傳統(tǒng)汽車上常用無線設(shè)備的上限頻率不得超過6GHz，引進(jìn)5GV2X在通信和毫米波雷達(dá)之后，車載無線設(shè)備的上限輸出功率飆升至81GHz。對(duì)于這種高頻車輛輻射傳輸，國際和國內(nèi)沒有明確的限制，車輛電磁兼容實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)和施工往往沒有這么高的頻率。

6GHz上述頻段的整車外部輻射傳輸需要受到公眾認(rèn)可的測試標(biāo)準(zhǔn)和限值規(guī)范的限制，mm波頻段的檢測也應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)室和檢測設(shè)備提出新的要求。從測試設(shè)備的角度來看，在智能網(wǎng)絡(luò)的綜合輻射傳輸測試中，還必須確保測試設(shè)備不會(huì)影響測試環(huán)境的電磁底部噪聲，否則將難以保證輻射傳輸測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。

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02智能聯(lián)網(wǎng)車輛電磁抗擾檢測面臨的問題

首先，測試重心的變化

傳統(tǒng)電磁抗干擾試驗(yàn)的檢測重心更多的是整車和零部件的抗干擾水平，即在特定的電磁環(huán)境下，要測試的汽車和要測試的零部件是否會(huì)產(chǎn)生功能障礙，這是從功能完成的角度考慮整車或零部件的性能模式。然而，在智能聯(lián)網(wǎng)汽車中，由于汽車在一定程度上贏得了自身的控制權(quán)，具有控制權(quán)的系統(tǒng)能否按照其預(yù)測功能得到適當(dāng)?shù)膶?shí)施，是智能聯(lián)網(wǎng)汽車需要關(guān)注的難題，而這個(gè)問題正是功能安全所關(guān)注的問題。因此，智能聯(lián)網(wǎng)車輛的電磁抗干擾檢測重心必須從簡單的作用轉(zhuǎn)變?yōu)榘踩恼{(diào)查。

其次，根據(jù)需求認(rèn)證產(chǎn)生的測試

例如ISO26262《道路車輛功能安全》等多項(xiàng)車輛安全規(guī)范已經(jīng)針對(duì)安全需求進(jìn)行了不斷的積累和升級(jí)。整車等級(jí)安全完成過程實(shí)際上是整車不同安全需求的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)過程，這實(shí)際上是一種削弱控制的方法。在安全設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，將是嚴(yán)格的.不能按照總體方法處理安全問題，每件都代表一個(gè)特定的安全要求，從而分解安全問題；在后續(xù)的測試和驗(yàn)證過程中，通過驗(yàn)證安全要求是否已經(jīng)完成，選擇累積形式，逐步接近詳細(xì)的安全問題，可以使整個(gè)評(píng)估過程更容易實(shí)現(xiàn)，并完成類似的優(yōu)化解決方案替代。然而，這種基于安全要求的測試標(biāo)準(zhǔn)受到要求普及率的極大危害。在低普及率下，安全需求積累水平不足，無法充分明確汽車的安全系數(shù)。因此，如何盡可能多地找到它？.對(duì)智能網(wǎng)聯(lián)車子電磁抗擾檢測所面臨的另一個(gè)考驗(yàn)是明確和檢測安全要求。

第三個(gè)是檢測量的測試

顯然，測試的安全要求越高，結(jié)果就越接近最終的完整性安全認(rèn)證結(jié)果。然而，大量的安全需求會(huì)提高測試量的可燃性ISO26262道路車輛作用安全的定義，造成人身和經(jīng)濟(jì)損失的危害是內(nèi)部傷害與外部操作場景的結(jié)合。由于同一內(nèi)部傷害與不同的外部操作場景的結(jié)合，傷害事件的安全風(fēng)險(xiǎn)和損害結(jié)論可能會(huì)有很大的不同。因此，為了保證檢測的有效性和高普及率，有必要了解所有可能的車輛狀態(tài)和每個(gè)操作場景的匹配。

但問題也隨之而來，一方面，ISO26262動(dòng)作檢測標(biāo)準(zhǔn)關(guān)注系統(tǒng)異常行為的危害，包括預(yù)測行為的停止和非預(yù)測行為的產(chǎn)生，然后研究上述故障行為的來源，包括任何硬件無效和系統(tǒng)無效。也就是說，從功能安全的角度來看，有很多原因應(yīng)該考慮內(nèi)部傷害；另一方面，必須綜合考慮可能的路面特性(路面幾何結(jié)構(gòu)).拓?fù)浣Y(jié)構(gòu).地面特性等).環(huán)境特性(溫度).溫度.不同濕度的時(shí)間段等。.交通特征(其他交通參與者的數(shù)量).工作狀態(tài).與本車相比的位置信息等)。由內(nèi)部和外部兩個(gè)復(fù)雜選項(xiàng)組成的檢測場景數(shù)量巨大。此外，電磁抗干擾檢測規(guī)定的不同頻段.強(qiáng)度.極化方法.由于調(diào)制方式的干擾信號(hào)，最終形成的智能聯(lián)網(wǎng)車輛電磁抗干擾檢測場景數(shù)量驚人，在合理的時(shí)間和成本下無法完成完整的場景.全工況電磁抗擾檢測。也就是說，現(xiàn)實(shí)中很難實(shí)現(xiàn)智能聯(lián)網(wǎng)車輛電磁抗擾的差舉檢測，必須找到更高效的檢測理念和測試標(biāo)準(zhǔn)。

最后，對(duì)整體安全隱患的測試。整車功能的安全完成并不意味著整車級(jí)別的安全完成。除了功能安全和功能安全外，整車級(jí)別的安全還包括兩個(gè)方面：預(yù)期功能安全和網(wǎng)絡(luò)安全。從最基本的功能完成（即只關(guān)注目標(biāo)功能是否能夠正常完成，而較少關(guān)注或基本不關(guān)注外部操作場景的小范圍變化），功能安全在功能完成的前提下增加風(fēng)險(xiǎn)判斷，旨在明確預(yù)測功能是否能夠準(zhǔn)確完成，注重實(shí)現(xiàn)的準(zhǔn)確性和質(zhì)量；在預(yù)期功能安全的情況下，在確保預(yù)測功能已經(jīng)適當(dāng)完成的情況下，將預(yù)測功能與實(shí)際需要進(jìn)行比較，并觀察預(yù)測功能是否能夠滿足特定場景使用的要求；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)安全具有完整性的預(yù)測功能時(shí)，討論外部有意入侵行為是否會(huì)對(duì)預(yù)測功能的完整性產(chǎn)生影響。這些方面緊密相連，相互補(bǔ)充。

因此，在實(shí)施智能網(wǎng)絡(luò)車輛電磁抗擾檢測時(shí)，傳統(tǒng)電磁抗擾檢測所關(guān)注的功能完成問題在安全層面上是不夠的。安全問題的妥善處理必須從四個(gè)角度設(shè)計(jì)和實(shí)施。總的來說，上述挑戰(zhàn)實(shí)際上是測試用例設(shè)計(jì)中面臨的難題。也就是說，對(duì)于確保智能網(wǎng)絡(luò)汽車安全的電磁抗擾試驗(yàn)來說，窮舉檢測是不現(xiàn)實(shí)的，所以如果你想開發(fā)一套行業(yè)可接受的電磁抗擾試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，你需要凝聚功能試驗(yàn)。智能網(wǎng)絡(luò)汽車，或無人駕駛汽車的安全尤為重要，如何在凝聚功能測試的同時(shí)，確保其電磁安全能夠達(dá)到或超過當(dāng)前汽車的水平，這要求設(shè)計(jì)師對(duì)智能網(wǎng)絡(luò)汽車的新功能、特點(diǎn)，以及與其他軟件（如動(dòng)力、底盤、轉(zhuǎn)換）的關(guān)系有更深入的了解，可以從各種故障行為、外部場景和危害的角度，整理出智能網(wǎng)絡(luò)汽車必須驗(yàn)證的功能測試集，并在各種功能測試下必須關(guān)心車輛參數(shù)水平，這需要相關(guān)技術(shù)人員在探索中逐步完善。

智能聯(lián)網(wǎng)汽車之所以被稱為智能聯(lián)網(wǎng)，是因?yàn)樗鋫淞烁鞣N可以識(shí)別周圍環(huán)境的傳感器和可以與非視距外部設(shè)備通信的無線通信設(shè)備，使汽車具有適當(dāng)識(shí)別周圍視角和非視距內(nèi)環(huán)境并做出相應(yīng)反應(yīng)的水平。傳統(tǒng)汽車在進(jìn)行電磁兼容測試時(shí)，一般只規(guī)定實(shí)驗(yàn)環(huán)境的電磁環(huán)境干凈，汽車在實(shí)驗(yàn)環(huán)境中可以達(dá)到一定的速度；智能聯(lián)網(wǎng)汽車需要在實(shí)驗(yàn)環(huán)境中模擬路面環(huán)境，與車輛正?；?dòng)，方便欺騙車載傳感器和無線通信設(shè)備，誤認(rèn)為車輛確實(shí)在道路上運(yùn)行，相應(yīng)的智能，聯(lián)網(wǎng)功能可以正常激勵(lì)。這些要求對(duì)測試條件進(jìn)行了巨大的測試。

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首先，這需要一系列的輔助設(shè)備。例如，激話自動(dòng)巡航系統(tǒng)（ACC）自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)（AEB）在進(jìn)行電磁兼容功能測試時(shí)，需要使用雷達(dá)目標(biāo)模擬器或角反射器...其次，在實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，沒有障礙物和目標(biāo)特征接近道路環(huán)境，可能導(dǎo)致車載智能網(wǎng)絡(luò)功能異常打開或不能正常打開附加元素，如反射特性和車載雷達(dá)系統(tǒng)目標(biāo)，或特別是灰色和特別明亮?xí)绊戃囕d攝像頭的工作照明等。

這需要在實(shí)驗(yàn)前對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)境進(jìn)行合理的調(diào)整和校準(zhǔn)。除了使用大量類型的機(jī)器來完成其測試環(huán)境的特殊要求外，智能聯(lián)網(wǎng)汽車的電磁抗擾測試還為測試設(shè)備提供了更高的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：在智能聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的輻射抗擾測試中，必須確保測試設(shè)備不會(huì)受到增加的電磁騷擾的影響，否則無法判斷測試結(jié)果中的功能或功能是由于測試設(shè)備或汽車本身的抗擾特性不足造成的；在極端情況下，由于輻射抗擾測試的高場強(qiáng)度，測試設(shè)備也會(huì)被破壞。這也使得許多智能聯(lián)網(wǎng)汽車路試、臺(tái)架測試和模擬測試常用設(shè)備不能用于電磁兼容測試，emc測試設(shè)備應(yīng)進(jìn)行特殊的設(shè)計(jì)處理。

編輯：黃飛