Ensayos de conformidad de EMC para el sector de automoción

Sus desafíos de medida de EMC en automoción

La conformidad de EMC en automoción plantea tres desafíos fundamentales:

• garantizar la conformidad con los estándares relevantes
• uso eficiente de los recursos de test
• mantener los plazos y el presupuesto definidos para el proceso de prueba

Superar los desafíos asociados a la conformidad de EMC en automoción

Con la conducción automatizada aumenta la cantidad de sensores de alta sensibilidad. Los niveles más altos de conducción automatizada y los sistemas avanzados de asistencia a la conducción (ADAS) plantean los siguientes desafíos:

• mayor cantidad de sensores más sensibles, p. ej., radar formador de imágenes 4D
• mayor integración de sensores sensibles a interferencias, p. ej., cámaras
• menor tolerancia a errores en sistemas críticos para la seguridad
• mayores velocidades de transferencia de datos y modulación de orden superior en la redes digitales incorporadas en vehículos

Para garantizar la fiabilidad de los sistemas en la aplicación real es necesario reforzar la compatibilidad electromagnética.

La electrificación implica el uso de semiconductores de alta tensión y rápida conmutación. Los grupos motopropulsores eléctricos (inversores de alta tensión, cargadores de a bordo y motores) utilizan dispositivos SiC/GaN con conmutación rápida que generan:

• flancos dv/dt muy pendientes
• emisiones radiadas con armónicos elevados
• nuevos problemas de inmunidad en otros componentes electrónicos del vehículo
• mayores emisiones dependiendo del estado de funcionamiento del vehículo (tensión, potencia, par motor, temperatura, modulación de conmutación)

Rohde & Schwarz asesora a los OEM y proveedores de componentes sobre cómo repercuten estos cambios en el diseño y los ensayos de EMC.

La conectividad introduce nuevas funciones y servicios que conllevan un mayor uso de tecnologías inalámbricas. Las altas exigencias en cuanto a la disponibilidad y calidad de los servicios de infoentretenimiento, seguridad y confort se traducen en:

• alta densidad de tecnologías inalámbricas, a menudo con bandas de frecuencias que se solapan
• mayor rango de frecuencias (Wi-Fi, UWB, 5G, NTN)
• aumento del volumen de pruebas para verificar la calidad de servicio en todas las condiciones de funcionamiento relevantes
• pantallas de alta definición de mayor tamaño y con mayor sensibilidad

Rohde & Schwarz, con sus instrumentos de medida y su profundo conocimiento de las tecnologías inalámbricas, ayuda a optimizar los procesos de test y a satisfacer los exigentes requisitos en materia de inmunidad.

Métodos avanzados para ensayos de EMC en automoción

Ensayos de EMC bajo condiciones de conducción dinámicas

Las emisiones varían con la velocidad, la aceleración y la carga, especialmente cuando se trata de vehículos eléctricos. Por lo tanto, es necesaria una nueva metodología que tenga en cuenta los siguientes aspectos:

• conmutación rápida de corrientes con altos gradientes a elevadas frecuencias de reloj
• sensores de ADAS altamente sensibles muy cercanos a componentes de alta tensión
• cambios en las normas ISO, CISPR, UN ECE R10 y específicas de OEM

Junto con socios de desarrollo de sistemas, Rohde & Schwarz pone a disposición escenarios para ensayos de EMC dinámicos con el software de automatización de ensayos R&S®ELEKTRA y una plataforma de test completa.

Ensayos en cámaras de reverberación

Las cámaras de reverberación están adquiriendo importancia para los ensayos de inmunidad en el campo de la automoción gracias a:

• alta uniformidad de campo, que permite realizar test de estrés más realistas desde todos los ángulos de incidencia
• eficientes funciones de generación de alta intensidad de campo
• aptitud para dispositivos examinados de gran tamaño (packs de baterías, inversores, componentes de alta tensión) sin necesidad de una mesa giratoria

Rohde & Schwarz le brinda asesoramiento ya en fases tempranas, incluso antes de la adopción como estándar formal. Trabajamos con socios destacados para ayudarle a aprovechar al máximo las ventajas de las cámaras de reverberación para sus medidas de EMC.

Explorar el panorama de la normativa de EMC para automoción

Rohde & Schwarz participa en los principales órganos de estandarización en materia de compatibilidad electromagnética para el sector de automoción e integra los requisitos de las futuras normas en sus soluciones de test. Así pues, nuestros instrumentos, software y sistemas están siempre sintonizados con los requisitos actuales y futuros, y de este modo le permiten centrarse en obtener la conformidad de EMC de la forma mas eficiente posible.

Normativa sobre emisiones EMI para el sector de automoción

CISPR 12 – protección de receptores fuera del vehículo

• emisión radiada de 30 MHz a 1000 MHz, distancia de protección de 10 m
• se aplica para fines de cumplimiento normativo (como parte del reglamento ECE R10 obligatorio) y de certificación CE de dispositivos
• publicación en Europa prevista como EN 55012:202x

CISPR 25 – protección de receptores a bordo del vehículo

• publicación en Europa prevista solo a nivel nacional, p. ej., BS EN 55025 (Reino Unido) y DIN EN 55025 (Alemania)
• la norma EN 55025 no está incluida en el Diario Oficial de la UE, y no es jurídicamente vinculante. Por lo tanto, el fabricante de componentes de automóviles debe aplicar la normativa específica para OEM.

CISPR 36 – protección de receptores fuera del vehículo

• vehículos de carretera eléctricos e híbridos
• límites de cuasi-pico para emisiones radiadas (campo magnético) de 150 kHz a 30 MHz, similar a CISPR 11 Clase B Grupo 2
• medidas con antena de cuadro de 60 cm en dirección radial (x) y transversal (y) en cuatro posiciones, centro del cuadro a una altura fija de 1,30 m, distancia de medida de 3 m
• medidas solamente con el motor eléctrico en funcionamiento, velocidad constante de 40 km/h ± 20 % en conducción

ISO 11451 – ensayos de inmunidad a perturbaciones eléctricas por energía electromagnética radiada de banda estrecha

• medidas a nivel del vehículo completo
• rango de frecuencias de inmunidad radiada, de 10 kHz a 18 GHz

ISO 11452 – ensayos de inmunidad de componentes eléctricos de vehículos a energía electromagnética radiada de banda estrecha

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

UN ECE R10 – homologación de tipo de vehículos y sus componentes

• define el control de emisiones electromagnéticas no deseadas y garantiza la inmunidad a perturbaciones externas o internas
• reglamento obligatorio para el acceso al mercado del Espacio Económico Europeo (EEE) y reconocido en 50 países del mundo

Requisitos específicos de OEM (VW, BMW, MB, Stellantis, Geely, etc.)

• a menudo basados en normas CISPR e ISO existentes con límites más estrictos