EMV-Konformitätstest im Automotive-Bereich

Ihre Herausforderungen bei Automotive-EMV-Tests

Bei der Automotive-EMV-Konformität gibt es drei grundlegende Herausforderungen:

• Sicherstellen der Einhaltung relevanter Normen
• Effiziente Nutzung der Testressourcen
• Einhaltung der Zeit- und Budgetvorgaben beim Testen

Bewältigung der Herausforderungen bei der Automotive-EMV-Konformität

Autonomes Fahren bedeutet empfindlichere Sensoren Ein höheres Niveau an Fahrerassistenzsystemen (ADAS) und autonomes Fahren haben die folgenden Auswirkungen:

• Rasches Anwachsen der Zahl an empfindlicheren Sensoren wie etwa 4D-Imaging-Radar
• Vermehrter Einsatz von störanfälligen Sensoren, z. B. Kameras
• Geringere Ausfalltoleranz bei sicherheitskritischen Systemen
• Höhere Datenraten und Modulation höherer Ordnung von digitalen fahrzeuginternen Netzwerken

Dementsprechend muss die EMV robuster werden, um die Zuverlässigkeit der Systeme im praktischen Einsatz sicherzustellen.

Elektrifizierung bedeutet schnell schaltende Hochspannungshalbleiter Elektrifizierte Antriebsstränge (HV-Umrichter, Onboard-Ladegeräte und Motoren) setzen schnell schaltende SiC/GaN-Komponenten ein, die Folgendes erzeugen:

• Steile dv/dt-Flanken
• Störaussendungen auf höheren Harmonischen
• Neue Störfestigkeitsprobleme bei anderen elektronischen Fahrzeugkomponenten
• Erhöhte Störaussendungen in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Fahrzeugs (Spannung, Leistung, Drehmoment, Temperatur, Schaltmodulation)

Rohde & Schwarz berät OEMs und Komponentenzulieferer zu den Auswirkungen dieser geänderten Faktoren auf das EMV-Design und die EMV-Tests.

Konnektivität bedeutet neue Funktionen und Dienste, die durch den vermehrten Einsatz von Drahtlostechnologien ermöglicht werden. Die hohen Erwartungen in Bezug auf Verfügbarkeit und Qualität von Infotainment-, Sicherheits- und Komfortfunktionen haben folgende Auswirkungen:

• Eine hohe Dichte drahtloser Technologien, oft mit überlappenden Frequenzbändern
• Einen erweiterten Frequenzbereich (Wi-Fi, UWB, 5G, NTN)
• Ein deutlich größeres Volumen an Tests zum Prüfen der Dienstqualität unter allen relevanten Betriebsbedingungen
• Größere und empfindlichere hochauflösende Bildschirme

Rohde & Schwarz optimiert mit seiner Messtechnik und seiner umfangreichen Expertise bei Drahtlostechnologien Testprozesse unter Berücksichtigung anspruchsvoller Störfestigkeitsanforderungen.

Erweiterte EMV-Testverfahren im Automotive-Bereich

EMV-Tests unter dynamischen Fahrbedingungen

Die Störaussendungen variieren mit der Geschwindigkeit, Beschleunigung und Last, insbesondere bei Elektrofahrzeugen. Deshalb sind neue Methoden erforderlich, um Folgendes zu berücksichtigen:

• Schnelles Schalten von Strömen mit hohen Gradienten bei hohen Taktfrequenzen
• Empfindliche ADAS-Sensoren in unmittelbarer Nähe von Hochspannungskomponenten
• Sich ständig weiterentwickelnde ISO-, CISPR-, UN ECE R10- und OEM-spezifische Normen und Standards

Gemeinsam mit Systempartnern ermöglicht Rohde & Schwarz dynamische EMV-Testszenarien mit der R&S®ELEKTRA-Software zur Testautomatisierung

Tests in Modenverwirbelungskammern

Modenverwirbelungskammern werden bei Störfestigkeitsprüfungen im Automotive-Bereich aus folgenden Gründen immer wichtiger:

• Hohe Feldhomogenität, was realistischere Belastungstests aus allen Richtungen ermöglicht
• Effiziente Erzeugung hoher Feldstärken
• Geeignet für große DUTs (Akku-Packs, Umrichter, HV-Komponenten) ohne Drehplattform

Rohde & Schwarz unterstützt Sie frühzeitig mit Orientierungshilfen – noch vor der offiziellen Verabschiedung der Norm. Gemeinsam mit ausgewählten Partnern ermöglichen wir Ihnen, die Vorteile von Modenverwirbelungskammern für Ihre EMV-Messungen vollständig zu nutzen.

Wegweiser durch den Dschungel der Automotive-EMV-Normen

Rohde & Schwarz arbeitet in wichtigen Normungsgremien für Automotive-EMV mit und integriert zukünftige Anforderungen in seine Testlösungen. Deshalb erfüllen unsere Messgeräte, Software und Systeme immer aktuelle und zukünftige Anforderungen, was Ihnen ermöglicht, die EMV-Konformität so effizient wie möglich zu erreichen.

Automotive-EMI-Emissionsnormen

CISPR 12 – Schutz von fahrzeugexternen Empfängern

• Gestrahlte Störaussendungen bei 30 MHz bis 1000 MHz, Schutzdistanz 10 m
• Sie wird für regulatorische Zwecke (Verweis in der rechtlich bindenden UN ECE R10) und zur CE-Kennzeichnung von Geräten herangezogen.
• Sie soll in Europa als EN 55012:202x veröffentlicht werden.

CISPR 25 – Schutz von fahrzeuginternen Empfängern

• Sie wird in Europa nur auf nationaler Ebene veröffentlicht, z. B. BS EN 55025 (Großbritannien) und DIN EN 55025 (Deutschland).
• EN 55025 ist nicht im Amtsblatt der EU aufgeführt und besitzt keinen rechtlichen Status. Deshalb muss der Fahrzeugkomponentenhersteller die spezifischen Standards des OEM anwenden.

CISPR 36 – Schutz von fahrzeugexternen Empfängern

• Elektro- und Hybrid-Straßenfahrzeuge
• Quasi-Spitzen-Grenzwerte für Störaussendungen (Magnetfeld) 150 kHz bis 30 MHz, ähnlich wie CISPR 11 Klasse B Gruppe 2
• Messung mit 60-cm-Rahmenantenne in radialer (x) und transversaler (y) Richtung an vier Positionen, Mittelpunkt des Rahmens auf fester Höhe von 1,30 m, Messdistanz von 3 m
• Messung nur bei laufendem Elektromotor, konstante Geschwindigkeit 40 km/h ± 20 % Antrieb

ISO 11451 – Störfestigkeitstests für elektrische Störungen durch schmalbandige gestrahlte elektromagnetische Energie

• Tests auf Gesamtfahrzeugebene
• Störfestigkeits-Frequenzbereich von 10 kHz bis 18 GHz

ISO 11452 – Störfestigkeitstests von elektrischen Fahrzeugkomponenten gegenüber schmalbandiger gestrahlter elektromagnetischer Energie

• Tests auf Komponentenebene
• Störfestigkeits-Frequenzbereich von 200 MHz bis 18 GHz

UN ECE R10 – Typgenehmigung von Fahrzeugen und deren Komponenten

• Definiert die Grenzen unerwünschter elektromagnetischer Emissionen und stellt Störfestigkeit gegenüber externen oder internen Störungen sicher
• Für Markteinführung im Europäischen Wirtschaftsraum (EWR) Pflicht und weltweit von mehr als 50 Staaten anerkannt

OEM-spezifische Anforderungen (VW, BMW, MB, Stellantis, Geely usw.)

• Oft auf Grundlage bestehender CISPR- und ISO-Normen mit strengeren Grenzwerten