オートモーティブEMCおよび車両全体のアンテナのテスト

次世代オートモーティブの課題がEMCテストの複雑化を加速

電動化、自動運転化、およびコネクテッド化によって車両のあり方は様変わりしつつあり、電磁環境は従来のテストで想定されていた状況よりもはるかに複雑化しています。

電動化により、高速スイッチングSiC/GaNパワー半導体が使用されるようになっています。これは、従来の内燃機関車両のドライブトレインよりも大幅に高い電磁エミッションを発生します。これに双方向充電が追加されると、問題は車両そのものにとどまらなくなり、外部電力インフラとアクティブに連携した状態でEMC適合性を維持しなければならなくなります。これらは主にエミッションの課題であるため、従来のオートモーティブEMCテストで扱っていたものよりもはるかに広い周波数レンジでの測定と制御が要求されます。

自動運転化でも同様に深刻な懸念が持ち上がっています。ただし、これはイミュニティー側の問題です。ADASシステムでは高感度センサが使用されます（レーダー、ライダー、カメラなど）。これらは密度の高い電磁環境内で動作します。レーダー信号に悪影響を与えるRF干渉はテストの失敗ではなく、安全上の不備です。システムは実際の障害物を見逃したり、実際には存在しない幻影に反応したりする可能性があります。センサのイミュニティーを検証し、ADASシステムと車両独自の電子機器の間の共存を確保することは、現代のオートモーティブEMCテストにおける最も重要な課題の1つです。

最後はコネクテッド化ですが、これにも固有のリスクがあります。5G、V2X、GNSS、および複数の近距離無線テクノロジーを車両アーキテクチャーに統合することで、密接に配置されたシステム間で新たに干渉が起きる可能性が生まれます。無線（OTA）による更新が標準的なものになると、車両の電磁プロファイルが製造後であっても変わる可能性があるため、車両のOTAテストが1回限りの検証要件ではなく継続的な検証要件になります。

オートモーティブEMCテストに起きている変化

• 従来のオートモーティブEMCテストは、ほとんどがコンポーネントを対象としたものでした。つまり、パーツレベルでエミッションとイミュニティーを測定し、規格への適合を確認したら次に進む、というやり方です。しかし、すべてのパーツでCISPR 25をクリアしていても、すべてを稼働させた状態で車両全体がどのように動作するかを予測することはできなくなっています。高電圧パワートレイン、ADASセンサ、およびオンボード無線システムとの間の結合は統合された車両内でしか現れません。このため、これまで以上に多くの検証作業をフルビークル電波暗室やシステムレベルのテストセットアップで行わなければならなくなります。
• また、ADASセンサのイミュニティーは、EMC評価の対象から機能安全ケースに移行しています。RFストレス下でターゲットを見逃してしまうレーダーは、単にCISPRの制限値をクリアできるかどうかの問題ではなく、OEM側でISO 26262およびSOTIF要件への備えが必要な問題です。テストエビデンスでは、こうした内容を検討する必要があります。
• 検証は生産が始まるまでのものではなくなります。無線（OTA）による更新、新しいセルラーバンド、およびソフトウェア無線機の動作により、工場出荷後何年も経ってから車両の電磁プロファイルが変わる可能性があります。そのため、EMC検証は1回限りのものではなく、継続的な取り組みになります。

こうした現実に対応するためには、オートモーティブEMCコンプライアンステスト、車両全体のアンテナテスト、EMCファンクションテスト、およびアンテナのデジタルツインモデリングといった複数の領域を組み合わせることで、車両の電磁的性能のさまざまな側面に対処する必要があります。