车载OBC电磁兼容性测试必要性分析报告
法规要求、产品可靠性与用户安全的全面评估
一、电磁兼容性测试必要性分析
法规与市场准入要求
车载OBC的电磁兼容性测试需满足从国际到企业的多层级法规要求，且标准换版与实施节点直接影响产品上市周期及合规性。法规要求呈现明确的层级递进结构：国际标准为基础框架，区域标准为市场准入门槛，企业标准则进一步细化技术要求。
国际层面
- CISPR 25作为核心标准，规定了车辆无线电干扰特性的限制及测量方法，是全球市场准入的基础
- ECE R10针对插电式车辆（含车载充电模块）提出最新电磁兼容性要求，部分内容与SAE J1772标准关联
- ISO 6469-3、ISO 5474系列则从电气安全角度对车载高压部件（如OBC）提出规范
区域层面
- GB/T 18655是国内车载电子部件EMC测试的核心依据，被明确为"国内市场的敲门砖"
- GB 14023-2022（等同CISPR 12:2009）作为强制性标准，对车辆电磁辐射发射提出严格要求
- GB 18384、GB/T 31498等标准从电气安全角度补充了OBC的测试要求
产品可靠性与功能安全
产品可靠性与功能安全是车载OBC电磁兼容性测试的核心目标之一。随着车载电子技术的进步，尤其是高压系统（如动力电池电压达300~600V，输出电流可达500A）的普及，车内电磁环境因高压大电流影响受到严重污染，高压产品的电磁兼容性能设计与管控已成为保障车辆可靠运行的关键。
classDiagram
class OBC {
+高压系统(300-600V)
+大电流(500A)
+开关电源拓扑
+EMC滤波器设计
}
class BMS {
+电池状态监测
+充放电控制
+电磁敏感度
}
class 自动驾驶系统 {
+传感器
+ECU
+决策逻辑
+电磁敏感度
}
OBC --|> 干扰源
BMS --|> 敏感设备
自动驾驶系统 --|> 敏感设备
note for OBC "高频开关动作产生干扰"
note for BMS "电磁干扰可能导致控制异常"
note for 自动驾驶系统 "干扰可能引发决策错误"
用户安全与品牌声誉
车载OBC的电磁兼容性（EMC）测试与用户安全之间存在明确的量化关联。通过设定严格的辐射发射限值，EMC测试可直接控制车辆电磁辐射对人体的暴露风险。
安全风险
- 电击、烧伤等直接安全风险
- 干扰车载定位系统（GPS）或紧急呼叫功能的稳定运行
- OBC内部温度超限可能发送错误代码并引发火灾风险
品牌影响
- 电磁干扰问题可能导致车辆功能故障，降低用户体验
- 因EMC问题引发大规模产品召回，产生高额成本
- 通过EMC合规测试的OBC产品能够提升品牌在市场中的竞争力
二、国内外电磁兼容性测试标准
国际标准体系
CISPR 25标准
CISPR 25标准全称为《Vehicles, boats and internal combustion engines – Radio disturbance characteristics – Limits and methods of measurement for the protection of on-board receivers》，是国际无线电干扰特别委员会（CISPR）制定的核心汽车电磁兼容标准。
2016版与2021版的核心变化
- 频率范围扩展：2016版覆盖150kHz至2.5GHz，而2021版将上限提升至5.925GHz
- 技术内容调整：2021版删除了原标准中TEM小室相关测试方法，新增测量不确定度评估附录
- 适用场景细化：2016版首次纳入电动汽车（EV）和插电式混合动力汽车（PHEV）的充电模式测试要求
新增频段对OBC设计的挑战
新增5.9GHz V2X通信频段的兼容性要求对OBC设计提出更高要求，需在三个层面进行优化：
- 通过优化拓扑结构（如采用软开关技术）降低高频噪声源强度
- 加强PCB布局的EMI抑制设计
- 采用高性能屏蔽材料与滤波组件
ISO 11452系列标准
ISO 11452系列标准是国际上针对汽车电子部件电磁抗扰度测试的核心标准体系，覆盖频率范围10kHz至18GHz，适用于各类车辆推进系统。
| 测试方法 | 适用标准 | 频率范围 | 适用对象 | 核心优势 |
|---|---|---|---|---|
| 电波暗室法 | ISO 11452-2 | 80MHz-18GHz | 零部件 | 模拟开阔场测试环境，并屏蔽外部干扰信号 |
| 大电流注入法(BCI) | ISO 11452-4 | 100kHz-400MHz | 车载OBC等高压系统的线束 | 直接通过线束注入干扰电流，模拟高压线束实际工况的电磁耦合路径 |
| TEM小室法 | ISO 11452-3 | 0.01MHz-200MHz | 小型电子部件 | 产生均匀电磁场 |
| 混响室测试 | ISO 11452-11 | LUF-18GHz | 研发阶段部件及整车 | 通过搅拌器产生统计均匀场，快速暴露潜在问题 |
国内标准体系
GB/T 18655-2025
GB/T 18655-2025全称为《车辆、船和内燃机 无线电骚扰特性 用于保护车载接收机的限值和测量方法》，于2025年2月28日发布并实施，技术内容等同采用国际标准CISPR 25:2021。
| 版本 | 国际标准依据 | 主要技术差异 | 特殊要求 | 实施日期 |
|---|---|---|---|---|
| GB/T 18655-2010 | CISPR 25:2008 | 引入5个等级分类（Class 1-5） | 无 | 2011年 |
| GB/T 18655-2018 | CISPR 25:2016 | 填补电动汽车零部件EMC标准空白 | 增加瞬态脉冲测试(ISO 7637)要求 | 2019/2/1 |
| GB/T 18655-2025 | CISPR 25:2021 | 扩展辐射发射频率范围(30MHz~6GHz) | 强化瞬态脉冲测试要求 | 2025/2/28 |
GB/T 21437系列标准
GB/T 21437系列标准全称为《道路车辆 电气/电子部件对传导和耦合引起的电骚扰试验方法》，旨在规范道路车辆用电气/电子部件的电瞬态传导发射和抗扰性试验方法。
| 标准部分 | 适用系统电压 | 测试电压 | 核心测试方法 | 适用范围 |
|---|---|---|---|---|
| GB/T 21437.1-2021 | 12V/24V系统 | 12V系统: (13±1)V 24V系统: (26±2)V |
术语定义 试验条件规范 功能特性分类 |
基础框架标准 为后续试验提供依据 |
| GB/T 21437.2-2021 | 12V/24V系统 | 12V系统: (13.5±0.5)V 24V系统: (27±1)V |
沿电源线瞬态传导 发射与抗扰性测试 |
低压直流电源线路 瞬态干扰抑制验证 |
| GB/T 21437.3-2021 | 12V/24V系统 | 未明确 | 容性耦合钳(CCC)法 直接电容器耦合(DCC)法 感性耦合钳(ICC)法 |
信号线/控制线 瞬态抗扰测试 (M/N/O/L类车辆) |
标准对比与合规策略
为实现车载OBC电磁兼容性的全面合规，需构建"国际标准+国标+企业标准"三级合规路径，通过明确各层级标准的差异与关联，结合系统性策略降低认证成本并确保市场准入。
flowchart TD
A[国际标准] -->|基础框架| B[CISPR 25]
A -->|抗扰度测试| C[ISO 11452]
A -->|瞬态脉冲| D[ISO 7637]
E[国家标准] -->|特殊要求| F[GB/T 18655]
E -->|抗扰度测试| G[GB/T 33014]
E -->|瞬态测试| H[GB/T 21437]
I[企业标准] -->|更严苛要求| J[GM GMW3097]
I -->|增强条款| K[比亚迪Q/BYD]
B --> L[三级合规路径]
C --> L
D --> L
F --> L
G --> L
H --> L
J --> L
K --> L
L --> M[降低认证成本]
L --> N[确保市场准入]
标准体系对比
国际标准、国家标准及企业标准在技术要求上呈现层级互补特征。在发射测试领域，GB/T 18655与CISPR 25基本等同，两者测试方法均采用ALSE/TEM小室，限值要求均分为1-5级，但国内标准可能对瞬态脉冲（如ISO 7637）有额外要求。
合规策略实施
- 三级合规路径构建：以国际标准为基础框架，叠加国家标准特殊要求，并满足企业标准的增强条款
- 设计与测试优化：通过采用屏蔽线缆、集成滤波电路及电磁仿真分析，从源头降低电磁干扰风险
- 出口欧盟车型的并行测试应用：利用GB/T 18655与CISPR 25的等同性，采用"先国际后国标"的顺序
三、电磁兼容性测试项目
电磁干扰（EMI）测试
传导发射测试
传导发射测试是评估车载OBC通过电源线、信号线传导的电磁干扰水平的关键项目，其核心目标是确保OBC在不同工况下的干扰特性符合电磁兼容性标准要求。
测试方法
- 电压法：通过线路阻抗稳定网络（LISN）实现，频率覆盖范围通常为150kHz~108MHz
- 电流法：使用电流探头直接夹持于线束上，测量线束中的共模电流，频率范围更广（150kHz~245MHz）
不同工况下的干扰特性
依据GB/T 18655标准，需在不同负载条件下扫描150kHz至108MHz频段的骚扰水平：
- 满载状态时，功率器件开关频率及谐波对应的干扰幅值通常高于轻载工况
- LLC谐振拓扑中，若谐振频率偏移至200kHz，220kHz至500kHz频段可能出现明显的谐波峰值
辐射发射测试
辐射发射测试旨在量化车载OBC在运行过程中通过空间传播的电磁干扰强度，其结果直接关系到车辆内部及周边电子设备的电磁兼容性。
测试环境
该测试通常在电波暗室（ALSE）中进行，需模拟OBC实际装车状态布置线束（长度1.7m~2m），并根据不同频段选用：
- 双锥天线（30MHz~200MHz）
- 对数周期天线（200MHz~1GHz）
- 喇叭天线（1GHz~6GHz）
标准限值差异
GB/T 18655对零部件电磁辐射发射的测试频段限定为150kHz～6GHz；CISPR 25标准明确覆盖150kHz~6GHz频段，要求对2.5GHz以上的高频段进行辐射发射测试。
| 测试项目 | 零部件电磁辐射发射 | 电磁辐射抗扰度 | 大电流注入抗扰度 |
|---|---|---|---|
| 参考标准 | GB/T18655-2025 | GB/T33014.2 | GB/T33014.4 |
| 测试频段 | 150kHz～6GHz | 80MHz～18GHz | 0.1MHz～400MHz |
| 等级要求 | 等级3（具体用户自定义参考标准） | 100V/m（具体用户自定义参考标准） | 60mA（具体用户自定义参考标准） |
电磁抗扰度（EMS）测试
辐射抗扰度测试
辐射抗扰度测试旨在模拟车载OBC在高场强场景下的抗扰表现，通过模拟空间射频场环境评估其对外部电磁干扰的耐受能力。
测试方法
- 电波暗室法：通过发射天线在屏蔽环境中模拟空间电磁场，典型测试频率范围为80MHz~6GHz，场强覆盖20V/m~200V/m
- 大电流注入（BCI）法：通过电流探头向线缆注入干扰信号，频率范围0.1MHz~400MHz，注入电流水平为60mA~200mA
射频场对PFC电路的影响
空间射频场通过辐射耦合或线缆传导进入PFC电路，干扰控制环路中的敏感单元：
- 可能导致电压采样电路输出信号失真
- 使PFC控制器误判输入电压状态
- 通过电磁耦合影响电流反馈回路
瞬态抗扰度测试
瞬态抗扰度测试是评估车载OBC在遭受通过电源线或信号线传导的电磁干扰时，维持正常充电功能与性能稳定性的关键手段。
测试标准
依据国际标准ISO 7637-2，该标准针对车辆12V/24V电气系统定义了多种瞬态脉冲波形：
- Pulse 1：模拟电源与感性负载断电瞬态
- Pulse 2a：模拟由于线束电感的原因，与模块并联的装置内电流突然中断引起的瞬态现象
- Pulse 2b：模拟直流电机充当发电机，点火开关断开时的瞬态现象
- Pulse 3a/3b：模拟由开关过程引起的瞬态现象
特殊测试项目
高压互操作性测试
高压互操作性测试是保障车载OBC在充电过程中电磁兼容性的重要环节，其核心在于验证高压系统在复杂电磁环境下的稳定运行能力及与其他部件的协同工作性能。
测试环境
为确保测试的准确性和安全性，需搭建专用隔离平台，以实现对共模电流的精确测量及差模电压的注入测试。
高压抛负载测试
作为电压异常测试的关键项目，主要验证发电或充电过程中高压电池突然断开时，电驱系统对瞬态电压脉冲的抵抗能力。
四、测试设备与环境
核心测试设备
EMI测试设备
EMI测试设备主要由核心测量仪器、天线系统及辅助设备构成。
核心仪器
- EMI接收机
- 需满足CISPR 16-1-1标准对6dB带宽及峰值检波器的要求
天线系统
- 1m单极天线（150kHz~30MHz）
- 双锥天线（30MHz~200MHz）
- 对数周期天线（200MHz~1GHz）
- 喇叭天线（1GHz~6GHz）
| 天线类型 | 频段范围 | 适用测试场景 |
|---|---|---|
| 1m单极天线 | 150kHz~30MHz | 低频辐射发射测试 |
| 双锥天线 | 30MHz~200MHz | 中频辐射发射测试 |
| 对数周期天线 | 200MHz~1GHz | 高频辐射发射测试 |
| 喇叭天线 | 1GHz~6GHz | 微波频段辐射发射测试 |
EMS测试设备
EMS测试设备是构建车载OBC抗扰度测试系统的核心组成，其性能直接影响测试结果的准确性和可靠性。
核心仪器
- 信号发生器与功率放大器
- 传导瞬态抗扰度系统
耦合去耦网络（CDN）
作为EMS测试系统的关键组成部分，承担着将骚扰信号耦合至被测设备（EUT）并隔离辅助设备的重要功能。
测试环境要求
电波暗室
电波暗室是车载OBC电磁兼容性测试中辐射发射与辐射抗扰度测试的核心环境，其布局设计直接影响测试结果的准确性与重复性。
布局设计
- 六面盒体结构，内部覆盖吸波材料
- 地板为导电接地平板（厚度≥0.5mm铜/铝板）
- 线束固定于接地平板上方（50±5）mm处
性能指标
- 场均匀性（FU）需达到±3dB（测试体积内75%以上区域）
- 归一化场地衰减（NSA）需符合CISPR 16-1-4标准要求
屏蔽室与辅助设施
屏蔽室作为车载OBC电磁兼容性测试的核心环境设施，其设计需满足隔离外界干扰与保障测试准确性的双重需求。
接地系统
- 接地平板采用厚度不小于0.5mm的铜或铝板
- 最小宽度为1000mm或试验布置宽度加200mm（取较大值）
- 最小长度为2000mm或试验布置长度加200mm（取较大值）
辅助设施
- 工装夹具与专用测试设备
- 模拟电池负载箱
- 光纤隔离测量系统
五、结论与建议
测试必要性总结
车载OBC电磁兼容性（EMC）测试的必要性体现在多个核心维度，是产品开发与市场准入过程中不可或缺的关键环节。
法规与市场准入
EMC测试是OBC满足CISPR 25、GB/T 18655等标准要求的强制性手段，未通过测试的产品将无法获得主机厂采用及市场准入资格
产品可靠性与功能安全
EMC测试确保OBC在复杂电磁环境中能够正常运行，避免对车辆其他电子设备产生干扰，保障产品功能稳定性
用户安全与品牌声誉
EMC测试能够降低因电磁干扰导致的电击、过热等安全风险，减少整车故障率和召回事件，维护品牌市场信誉
合规策略建议
为确保车载OBC电磁兼容性合规性，建议采用"标准跟踪-仿真预测-测试验证"三步递进式合规流程。
flowchart TD
A[标准跟踪] -->|梳理国际/国内/企业标准| B[明确合规基准]
B --> C[仿真预测]
C -->|CST等仿真工具| D[优化PCB布局]
C -->|多级LC滤波优化| E[抑制潜在干扰源]
C -->|软开关技术升级| F[降低高频噪声]
D --> G[测试验证]
E --> G
F --> G
G -->|CNAS认可实验室| H[构建规范化测试流程]
G -->|测试-整改-再测试| I[确保全项合规]
标准跟踪
- 系统梳理国际、国内及企业层面的EMC标准要求
- 国际层面需符合CISPR 25等通用标准
- 企业层面需满足如GM GMW3097等特定规范
仿真预测
- 采用CST等仿真软件对PCB布局、屏蔽结构及关键电路进行电磁兼容性仿真
- 结合多级LC滤波优化、低阻抗磁性材料选择、软开关技术升级等整改方案
技术发展趋势
未来车载OBC电磁兼容性（EMC）测试的技术发展将紧密围绕智能化与电动化的核心需求，推动标准演进与测试能力升级。
标准发展方向
- V2X、5G等高频通信技术的应用推动测试频段扩展
- 6G通信技术的研发将进一步推动频段向毫米波延伸
- 电动化技术的深化（如800V高压平台普及）增加高频干扰风险
测试能力建设
- 车载毫米波雷达与OBC的共存干扰测试能力
- 自动化与智能化测试体系的构建
- EMC设计与测试的深度融合
未来标准的动态演进与技术创新将持续驱动OBC电磁兼容测试向高频化、复杂化、系统化方向发展，车企需以标准升级为导向，同步强化测试能力与设计优化，确保产品在智能化与电动化时代的电磁兼容性。
