Ensayos de conformidad con las normas de EMC en la industria automotriz

Los desafíos de los ensayos de EMC en la industria automotriz

Existen tres desafíos principales para la conformidad con las normas de EMC en la industria automotriz:

• asegurar el cumplimiento de las normas pertinentes
• uso eficiente de los recursos de ensayos
• cumplir con los plazos y el presupuesto de los ensayos

Superar los desafíos de conformidad con las normas de EMC en la industria automotriz

La conducción autónoma implica la utilización de sensores más sensibles. Los niveles más avanzados de sistemas ADAS y de conducción autónoma introducen:

• la proliferación de sensores más sensibles como el radar formador de imágenes 4D
• el uso cada vez mayor de sensores sensibles a las interferencias, por ejemplo, cámaras
• menor tolerancia a las fallas en los sistemas esenciales para la seguridad
• aumento de las velocidades de transmisión de datos y modulación de orden superior en las redes digitales de a bordo

Debe incrementarse la solidez de la EMC a fin de asegurar la confiabilidad del sistema en escenarios reales.

La electrificación implica hacer uso de semiconductores de alto voltaje y de conmutación rápida. Los sistemas de propulsión electrificados (inversores de alta tensión, cargadores de abordo y motores) utilizan dispositivos de SiC/GaN de conmutación rápida que generan:

• flancos de dv/dt pronunciados
• emisiones radiadas en armónicos superiores
• nuevas preocupaciones de inmunidad para otros componentes electrónicos del vehículo
• aumento de las emisiones en función del estado operativo del vehículo (voltaje, potencia, torque, temperatura, modulación de conmutación)

Rohde & Schwarz guía a los fabricantes de equipos originales, así como a los proveedores de componentes en cómo estos cambios afectan al diseño y a los ensayos de EMC.

La conectividad trae consigo nuevas características y servicios habilitados por una mayor utilización de las tecnologías inalámbricas. Las altas expectativas en lo que concierne a disponibilidad y calidad de los servicios de infoentretenimiento, seguridad y comodidad dan lugar a:

• alta densidad de tecnologías inalámbricas, a menudo con bandas de frecuencias superpuestas
• ampliación de la gama de frecuencias (Wi-Fi, UWB, 5G, NTN)
• mayor número de ensayos para verificar la calidad de los servicios en todas las condiciones de funcionamiento relevantes
• pantallas de alta resolución más grandes y más sensibles

Rohde & Schwarz utiliza sus instrumentos de T&M y su vasto conocimiento sobre tecnologías inalámbricas para optimizar los procesos de prueba y cumplir con los exigentes requisitos de inmunidad.

Técnicas modernas de ensayos de EMC para la industria automotriz

Ensayos de EMC bajo condiciones dinámicas de conducción

Las emisiones varían en función de la velocidad, la aceleración y la carga, especialmente cuando se trata de los vehículos eléctricos. Por lo tanto, se requiere de una metodología que tenga en cuenta:

• conmutación rápida para corrientes con altas gradientes a altas frecuencias de reloj
• sensores ADAS sensibles situados cerca de componentes de alto voltaje
• normas ISO, CISPR, reglamento ECE R10 de las Naciones Unidas y específicas de los fabricantes de equipos originales en constante evolución

En colaboración con empresas desarrolladoras de sistemas, Rohde & Schwarz permite realizar escenarios de ensayos de EMC dinámicos con el software de automatización de pruebas R&S®ELEKTRA y una completa plataforma de pruebas.

Pruebas en cámaras de reverberación

Las cámaras de reverberación están adquiriendo importancia en las pruebas de inmunidad en la industria automotriz debido a:

• alta uniformidad de campo lo cual permite realizar pruebas de estrés más realistas desde todos los ángulos
• capacidad para generar campos electromagnéticos de alta intensidad de manera eficiente
• capacidad para equipos de gran tamaño (paquetes de baterías, inversores, componentes de alto voltaje) sin plataforma giratoria

Rohde & Schwarz le proporciona asesoramiento desde el principio, incluso antes de que se adopte oficialmente la norma. En colaboración con socios comerciales seleccionados, lo ayudamos a aprovechar al máximo las ventajas de las cámaras de reverberación para sus mediciones de EMC.

Navegue por el panorama de las normas de EMC de la industria automotriz

Rohde & Schwarz participa en los principales organismos de estandarización de EMC de la industria automotriz e integra los futuros requerimientos en sus soluciones de T&M. Por esta razón, nuestros instrumentos, software y sistemas siempre se alinean a los requerimientos actuales y futuros, lo que le permite enfocarse en conseguir la conformidad con las normas de EMC de la manera más eficiente posible.

Normas sobre emisiones de interferencias electromagnéticas (EMI) en la industria automotriz

CISPR 12: protección de receptores externos

• emisiones radiadas de 30 MHz a 1000 MHz, distancia de protección 10 m
• con fines regulatorios (mencionado en el reglamento ECE R10 de las Naciones Unidas) y para la certificación CE de dispositivos
• se publicará en Europa como EN 55012:202x

CISPR 25: protección de receptores internos

• solo se publicará en Europa a nivel nacional, por ejemplo, BS EN 55025 (Reino Unido), DIN EN 55025 (Alemania)
• EN 55025 no figura en el Diario Oficial de la Unión Europea y no tiene carácter legalmente vinculante. Por lo tanto, el fabricante de componentes para automóviles debe aplicar los estándares específicos del fabricante de equipos originales.

CISPR 36: protección de receptores externos

• vehículos de carretera eléctricos e híbridos
• límites cuasipico para emisiones radiadas (campo magnético) de 150 kHz a 30 MHz, similar a CISPR 11 Clase B Grupo 2
• mediciones con una antena de bucle de 60 cm en dirección radial (x) y transversal (y) en cuatro posiciones, centro de bucle a una altura fija de 1.30 m, distancia de medición de 3 m
• mediciones solo con motor eléctrico en funcionamiento, con una velocidad constante de 40 km/h ± 20 %

ISO 11451: pruebas de inmunidad para perturbaciones eléctricas causadas por energía electromagnética radiada de banda estrecha

• pruebas a nivel de vehículo completo
• gama de frecuencias de inmunidad radiada de 10 kHz a 18 GHz

ISO 11452: pruebas de inmunidad de componentes eléctricos en automóviles a energía electromagnética radiada de banda estrecha

• pruebas a nivel de componentes
• rango de inmunidad radiada de 200 MHz a 18 GHz

UN ECE R10: aprobación de tipo de vehículos y sus componentes

• Define el control de las emisiones electromagnéticas no deseadas y asegura la inmunidad ante perturbaciones tanto externas como internas.
• Es de carácter obligatorio para acceder al mercado del Espacio Económico Europeo (EEA) y reconocido por más de 50 países a nivel global.

Requerimientos específicos del fabricante de equipos originales (VW, BMW, MB, Stellantis, Geely, etc.)

• A menudo se basan en las normas CISPR e ISO ya implementadas con límites más estrictos