オートモーティブEMCコンプライアンステスト

オートモーティブEMCテストの課題

オートモーティブEMCコンプライアンスには、以下の3つの基本的な課題が存在します。

• 関連規格を確実に順守する。
• テストリソースを効率的に使用する。
• 期日を守って予算内でテストを行う。

オートモーティブEMCコンプライアンスの課題の克服

自動運転では、感度の高いセンサが使用されます。ADASや自動運転のレベルが上がると、以下のような変化が生じます。

• 4Dイメージングレーダーなどの高感度センサが急増する。
• カメラなどの干渉に脆弱なセンサの使用が増える。
• 安全性が重視されるシステムに対するエラー許容範囲が低下する。
• デジタル車載ネットワークのデータレートが高速化し、変調が高次化する。

実環境のシナリオでシステムの信頼性を確保するには、EMCの信頼性を高める必要があります。

電動化では、高電圧の高速スイッチング半導体が使用されます。パワートレインの電動化（HVインバーター、オンボードチャージャー、モーター）で使用される高速スイッチングSiC/GaN素子では、以下が発生します。

• 急峻なdv/dtエッジ
• 高次高調波の放射性エミッション
• 他の車載電子機器に対する新たなイミュニティーの問題
• 車両の動作状態に依存するエミッションの増大（電圧、パワー、トルク、温度、スイッチング変調）

ローデ・シュワルツでは、OEMやコンポーネントサプライヤー向けに、これらの変化がEMCの設計とテストに及ぼす影響についての指針を提供しています。

コネクテッド化では、無線テクノロジーの利用が増えて新しい機能やサービスが利用できるようになります。インフォテインメント、安全性、および利便性サービスの可用性と品質に対する期待が向上することで、以下のような影響が生じます。

• 無線テクノロジーの高密度化（多くの場合、周波数バンドが重複）
• 周波数レンジの拡大（Wi-Fi、UWB、5G、NTN）
• あらゆる動作条件でサービス品質を確認するためのテスト量の増大
• 大型化および高感度化した高解像度ディスプレイ画面

ローデ・シュワルツは、自社のテスト機器と無線テクノロジーに関する膨大な知識を活用することで、テストプロセスを最適化し、厳しいイミュニティー要件に対応します。

高度なオートモーティブEMCテスト手法

動的な運転条件下でのEMCテスト

特に電気自動車の場合、エミッションは速度、加速度、負荷に応じて変化します。そのため、新しい手法では以下を考慮する必要があります。

• 高いクロック周波数での勾配の大きな電流の高速スイッチング
• 高電圧コンポーネントに近接する高感度なADASセンサ
• 変化を続けるISO、CISPR、UN、ECE R10、およびOEM固有の規格

ローデ・シュワルツは、システムパートナーと協力して、R&S®ELEKTRA テスト自動化ソフトウェアと包括的なテストプラットフォームから成る動的なEMCテストシナリオを実現しています。

電波反射室テスト

車載用イミュニティーテストでは、以下の要因により、電波反射室の重要性が高まりつつあります。

• 高い電磁界均一性により、あらゆるアスペクト角からのより現実的なストレステストを実現可能
• 効率的な高い電磁界強度の発生が可能
• ターンテーブルを使用せずに大型のDUT（バッテリーパック、インバーター、HVコンポーネント）に適応可能

ローデ・シュワルツでは、規格が正式に採用される前の早い段階からお客様に指針を提供しています。ローデ・シュワルツは、選ばれたパートナーと協力して、お客様がEMC測定に電波反射室を最大限に活用できるように支援します。

各種オートモーティブEMC規格の概要

ローデ・シュワルツは、主要なオートモーティブEMC規格団体に参画し、新しい要件のテストソリューションへの統合を図っています。そのため、ローデ・シュワルツの測定器、ソフトウェア、およびシステムは、常に現在および将来の要件に適合したものになっているため、お客様は可能な限り効率的にEMCコンプライアンスを確保することに専念できます。

オートモーティブEMIエミッションの各種規格

CISPR 12 – オフボードレシーバーの保護

• 放射性エミッション30 MHz～1000 MHz、保護距離10 m
• 規制目的（法的拘束力を持つUN ECE R10で参照）およびデバイスのCE認証で使用
• 欧州ではEN 55012:202xとして公開予定

CISPR 25 – オンボードレシーバーの保護

• 欧州では、国レベルのみで公開される予定（例：BS EN 55025（英国）、DIN EN 55025（ドイツ））。
• EN 55025は、EUの官報に記載されておらず、法的地位は与えられていません。そのため、自動車部品メーカーはOEMの特定の規格を適用する必要があります。

CISPR 36 – オフボードレシーバーの保護

• 電動自動車およびハイブリッド自動車
• 放射性エミッション（磁界）150 kHz～30 MHzの準尖頭値（QP）リミット、CISPR 11 Class B Group 2に類似
• ラジアル方向（x）およびトランスバース方向（y）の60 cmループアンテナを4つの位置に配置、ループの中心は高さ1.30 cmに固定、測定距離3 mで測定
• 電気エンジンのみを稼働、低速駆動40 km/h ± 20 %で測定

ISO 11451 – 狭帯域放射電磁エネルギーによる電気的妨害に関するイミュニティーテスト

• 車両全体レベルでのテスト
• 放射性イミュニティーの周波数レンジ10 kHz～18 GHz

ISO 11452 – 狭帯域放射電磁エネルギーに対する車載電装コンポーネントのイミュニティーテスト

• コンポーネントレベルのテスト
• 200 MHz～18 GHzの放射性イミュニティーレンジ

UN ECE R10 – 車両および車載コンポーネントの型式認証

• 不要な電磁エミッションの規制を定義し、外部または内部の妨害に対するイミュニティーを確保
• 欧州経済圏（EEA）内での市場アクセスが義務化され、世界50か国以上で承認済み

OEM固有の要件（VW、BMW、MB、Stellantis、Geelyなど）

• 多くは既存のCISPRおよびISO規格をベースに制限値を厳格化