Test di conformità EMC per il settore automobilistico

Le vostre sfide dei test EMC nel settore automobilistico

La conformità EMC nel settore automobilistico presenta tre sfide fondamentali:

• Assicurare la conformità alle norme pertinenti
• Utilizzo efficiente delle risorse di collaudo
• Rispettare i tempi e il budget previsti per il processo di collaudo

Superare le sfide legate alla conformità EMC nel settore automobilistico

La guida autonoma presuppone sensori più sensibili. Livelli più elevati di sistemi ADAS e guida autonoma comportano:

• Diffusione di sensori più sensibili, come i radar per l'imaging 4D
• Maggiore utilizzo di sensori sensibili alle interferenze, ad esempio le telecamere
• Minore tolleranza di errore per i sistemi critici per la sicurezza
• Velocità di trasmissione dei dati più elevate e modulazione di ordine superiore nelle reti digitali di bordo

È necessario migliorare la robustezza EMC per garantire l'affidabilità del sistema in condizioni reali.

L'elettrificazione implica l'uso di semiconduttori ad alta tensione e a commutazione rapida. I gruppi motopropulsori elettrici (inverter per veicoli ibridi, caricabatterie di bordo e motori) utilizzano dispositivi SiC/GaN a commutazione rapida che generano:

• Fronti di tensione con elevato dv/dt
• Emissioni irradiate ad armoniche superiori
• Nuove criticità per altri sistemi elettronici dei veicoli
• Aumento delle emissioni in funzione delle condizioni operative del veicolo (tensione, potenza, coppia, temperatura, modulazione di commutazione)

Rohde & Schwarz fornisce indicazioni agli OEM e ai fornitori di componenti in merito all'impatto di tali cambiamenti sulla progettazione e sui test di compatibilità elettromagnetica (EMC).

La connettività comporta nuove funzionalità e servizi resi possibili da un maggiore ricorso alle tecnologie wireless. Le elevate aspettative in termini di disponibilità e qualità dei servizi di infotainment, sicurezza e comfort determinano:

• Elevata concentrazione di tecnologie wireless, spesso con bande di frequenza sovrapposte
• Ampliamento della gamma di frequenze (Wi-Fi, UWB, 5G, NTN)
• Aumento del numero di test volti a verificare la qualità dei servizi in tutte le condizioni operative rilevanti
• Schermi ad alta risoluzione più grandi e più sensibili

Rohde & Schwarz utilizza i propri strumenti di prova e la sua vasta esperienza nel campo delle tecnologie wireless per ottimizzare i processi di collaudo e soddisfare i requisiti di immunità più rigorosi.

Tecniche avanzate di test EMC nel settore automobilistico

Test EMC in condizioni di guida dinamica

Le emissioni variano in base alla velocità, all'accelerazione e al carico, soprattutto nel caso dei veicoli elettrici. È quindi necessaria una nuova metodologia che tenga conto di:

• Commutazione rapida di correnti con gradienti elevati ad alte frequenze di clock
• Sensori ADAS sensibili situati in prossimità di componenti ad alta tensione
• Evoluzione delle norme ISO, CISPR, UN ECE R10 e delle specifiche dei produttori automobilistici

In collaborazione con partner di sistema, Rohde & Schwarz offre scenari di test EMC dinamici grazie al software di automazione dei test R&S®ELEKTRA e a una piattaforma di test completa.

Prove in camera riverberante

Le camere riverberanti stanno acquisendo sempre maggiore importanza nei test di immunità nel settore automobilistico per i seguenti motivi:

• Elevata uniformità di campo che garantisce uno stress test più realistico da ogni angolazione
• Capacità di generare un'elevata intensità di campo in modo efficiente
• Idoneità per dispositivi in prova (DUT) di grandi dimensioni (pacchi batteria, inverter, componenti ad alta tensione) senza piattaforma girevole

Rohde & Schwarz offre una guida preliminare, anche prima dell'adozione ufficiale dello standard. In collaborazione con partner selezionati, vi aiutiamo a sfruttare al massimo i vantaggi delle camere riverberanti per le vostre misure EMC.

Orientarsi nel panorama delle norme EMC nel settore automobilistico

Rohde & Schwarz partecipa ai principali organismi di standardizzazione EMC nel settore automobilistico e integra i requisiti futuri nelle soluzioni di collaudo. Di conseguenza, i nostri strumenti, software e sistemi sono sempre in linea con i requisiti attuali e futuri, consentendovi di concentrarvi sul raggiungimento della conformità EMC nel modo più efficiente possibile.

Norme sulle emissioni EMI nel settore automobilistico

CISPR 12 – Protezione dei ricevitori esterni

• Emissione irradiate da 30 MHz a 1000 MHz, distanza di sicurezza 10 m
• Utilizzato a fini normativi (citato nel regolamento ECE R10 delle Nazioni Unite, giuridicamente vincolante) e per la certificazione CE dei dispositivi
• Destinato alla pubblicazione in Europa come EN 55012:202x

CISPR 25 – Protezione dei ricevitori di bordo

• Destinato alla pubblicazione in Europa solo a livello nazionale, ad esempio BS EN 55025 (Regno Unito), DIN EN 55025 (Germania)
• La norma EN 55025 non è elencata nella Gazzetta Ufficiale dell'UE e non ha validità giuridica. Pertanto, il produttore di componenti automobilistici deve applicare le norme specifiche dell'OEM.

CISPR 36 – Protezione dei ricevitori esterni

• Veicoli stradali elettrici e ibridi
• Limiti di picco effettivi per le emissioni irradiate (campo magnetico) da 150 kHz a 30 MHz, analoghi a quelli della norma CISPR 11 Classe B Gruppo 2
• Misura con antenna ad anello da 60 cm in direzione radiale (x) e trasversale (y) in quattro posizioni, con il centro dell'anello a un'altezza fissa di 1,30 m e una distanza di misura di 3 m
• Misure eseguite esclusivamente con motore elettrico in funzione, a velocità costante di 40 km/h ± 20 %

ISO 11451 – Prove di immunità alle perturbazioni elettriche causate da energia elettromagnetica irradiata a banda stretta

• Test a livello di veicolo completo
• Gamma di frequenza dell'immunità irradiata, da 10 kHz a 18 GHz

ISO 11452 – Test di immunità dei componenti elettrici automobilistici alle energie elettromagnetiche irradiate a banda stretta

• Test a livello di componenti
• Gamma di immunità alle radiazioni da 200 MHz a 18 GHz

UN ECE R110 – Omologazione dei veicoli e dei loro componenti

• Definisce la gestione delle emissioni elettromagnetiche indesiderate e garantisce l'immunità ai disturbi esterni o interni
• Obbligatorio per l'accesso al mercato nello Spazio economico europeo (SEE) e riconosciuto da oltre 50 Paesi in tutto il mondo

Requisiti specifici dei costruttori (VW, BMW, MB, Stellantis, Geely ecc.)

• Spesso basati sulle norme CISPR e ISO esistenti, con limiti più stringenti