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智能驾驶必须跨越的“坎“,EMC指标设计任重道远

【导读】对于智驾零部件EMC问题,我思考良久,也参与了部分测试工作。其中,关键的结论是:其很可能是未来智能驾驶需要跨越的一个艰难的“坎”。因为众所周知,智驾的功能安全方面,要求一定是苛刻的。

EMC指标是智能驾驶功能必须跨越的“坎“

首先,不能等同于原有电子零部件测试要求,已基本是共识;其次是基于已有的电动车辆高压集成,智驾功能也是新增的功能。所以说,构建智驾独有的EMC测试体系已迫在眉睫。我们先来了解一下已有的测试案例结论,不容乐观。

智能驾驶必须跨越的“坎“,EMC指标设计任重道远

智驾零件的电磁抗扰能力是弱项,威胁车辆功能安全

智能驾驶必须跨越的“坎“,EMC指标设计任重道远

EMC 基本测试框架

正好近期读了厚势汽车的一篇关于“ADAS 毫米波雷达原理与电磁抗扰能力初探”的文章,更是产生了一些共鸣。

其测试结果:“在车辆前方进行 100 V/m 垂直极化场的毫米波雷达系统抗扰测试时,车辆在 20~100 MHz 频段内出现了目标车大范围前后移动的情况,这种情况可能会导致 ADAS 控制器的误判,造成 ACC、AEB、FCW 等功能执行模块的异常操作,严重威胁车辆的行驶安全。”“毫米波雷达系统抗扰试验测试结果显示,在一定强度的场强下,电磁信号会干扰毫米波雷达系统,影响系统及车辆功能。”(试验布置参照 ISO 11451-2:2016 标准)

智能驾驶必须跨越的“坎“,EMC指标设计任重道远

另一个案例的零件测试,与上述案例过程结论基本一致:特别是在RI(辐射抗扰)、ESD(静电放电抗扰)、CIP(瞬态传导抗干扰)方面,出现通讯中断、卡顿、甚至损坏零件。这样的结果,会导致车辆功能安全受到威胁。哪么,这其中的原因在哪里呢?

新增智驾零部件导入,缺乏车辆配套经验

在项目配套中,我们经常会遇到这样的现象,一些厂家认为过了TS16949质量体系认证,就可以给车辆做零件配套了。其实,这还差的很远,一方面,认证的结论只能“锁定当时的状态”,并不完全能代表后期的结果;另一方面,国内企业技术的稳定性相对较差,人员更迭频繁,对车辆工程认知程度不一等等,都是造成产品从设计环节到验证、标定、性能缺失的原因之一。同时,车辆本身所遭遇的电磁环境也是非常复杂和恶劣的。零件厂家,需要经过长期的经验积累和配套应用的历练。

盘点燃油/电动车辆EMC测试常用标准

在智能驾驶零件EMC独有的标准成熟前,首先需要满足现有标准,而且需要从严执行。

智能驾驶必须跨越的“坎“,EMC指标设计任重道远

智能驾驶必须跨越的“坎“,EMC指标设计任重道远

针对智能驾驶零件,性能等级认定需要重新评估

在零部件测试中,结合整车要求,对测试零件性能状态,有一个等级划分A~E 5个等级,最高的一级A是:被测样件或系统的所有功能在干扰之时和干扰之后正常运转;B级要求:在受干扰时,被测样件或系统的所有功能正常运转。但是,一项或多项功能运转会偏离指定误差。所有功能在干扰撤离后能自动恢复至正常状况,但记忆功能不能受到影响;C级要求:被测样件或系统的一项或多项功能在受干扰时,不能正常运转,干扰撤离后自动恢复至正常状态;D级的区别是,在干扰之后,也不能正常工作,需要对系统手动复位。

如果单纯从等级划分,一般性零件性能测试状态,C级以上是合格的。但是对于智能驾驶零部件,C级显然是不合理和不合格的。如果,在受干扰时,零件不能正常工作,面对车辆识别、导航等功能的即时特性,势必会导致车辆安全事故。所以,在写入实验计划中的要求,应该是达到B级,或者是A级。同时,结合零部件功能安全要求的等级(ASIL),提出更精准的目标。

“功能集成”EMC测试,是高于零部件的测试环节,不可或缺

印象中,宝马的EMC测试体系非常的严格,其电动车的EMC测试遵循:零部件→高压系统集成→整车。同时,宝马根据电动车辆特点,建立起自已的一套测试办法,这也是区别于燃油汽车的一套体系。

我们看到宝马的测试体系中,有一个高压系统独立的测试环节,我的理解是:新能源车辆本身是沿袭传统燃油汽车的低压控制功能单元,并且从成本、开发周期、成熟度的角度,新能源部分是独立开发的。基于这些,高压系统集成,作为一个整体,独立完成测试就不足为奇了,关键是要作为一个完整功能单元去测试的。但在很多项目中,“集成”测试环节是缺失的。仍然是把三电部分拆了单独测试。我觉得,这是不完整的测试。如果需要整车达到优秀的指标,在后期,这种分立的测试方式,很有可能让零件的设计,付出高昂的成本代价。

制定智能驾驶零件独有的EMC测试标准,迫在眉睫

车辆技术的飞速发展,让功能安全问题,已经是无处遁形。前段时间与同济大学汽车EMC实验室的邓勇老师讨论EMC问题,邓老师的观点我非常赞同:“未来车辆电子电器控制器的设计,特别是新能源、智能驾驶电子零件,其实,就是EMC的设计”。

兼于目前的发展形势,把EMC提到一定高度引起重视,越早越好,并要付诸于设计和应用中,一定是事半功倍的事情。从另一个角度看EMC,如果按常规电子电器件设计思维,不排除最终会成为智能驾驶的拦路虎。

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