בטיחות EMC של רכבי נוסעים חשמליים

EMC, או תאימות אלקטרו מגנטית, מתייחס ליכולת של ציוד או מערכות לתפקד בתוך הסביבה האלקטרומגנטית שלהם כפי שנקבע, מבלי לגרום להפרעה אלקטרומגנטית בלתי נסבלת לכל ציוד אחר בסביבה זו. בְּקִצוּר נִמרָץ, EMC כולל EMI (הפרעות אלקטרו מגנטיות) ו-EMS (רגישות אלקטרו מגנטית). EMI מתייחס להפרעות האלקטרומגנטיות המופקות על ידי הציוד במהלך פעולתו הרגילה ומכוונת כלפי סביבתו. לעומת זאת, EMS מייצג את עמידותו של המכשיר להפרעות האלקטרומגנטיות הקיימות בסביבתו במידה מסוימת. EMI פרואקטיבית, כלומר זה מפריע לעולם החיצוני, בעוד EMS מגיב, מעיד על התנגדות להפרעות חיצוניות. לָכֵן, את EMC דרישות לציוד כרוכות בהפחתת הפרעות לאחרים ובמקביל מסוגלות לעמוד במידה ניכרת של הפרעות חיצוניות.

ההתקדמות של רכב חשמליs זוכה להערכה רבה ומאומצת בכל תחומי החיים. לְעוּמַת רכב מסורתיס, רכב חשמליs מציעים יעילות אנרגטית גבוהה יותר ופליטות נמוכות יותר. אוּלָם, הם גם נתקלים באתגרים מסוימים הקשורים לבעיות EMC חדשות.

עוצמת קרינת EMC ועוצמת אנטי-הפרעות של רֶכֶב חייב לציית לתנאים הבאים כדי להבטיח נהיגה בטוחה תחת הפרעות EMC ולשמור על הנוסעים.

הרכב ומערכות הרכיבים שלו צריכים להיות מצוידים בהתקני דיכוי הפרעות רדיו ואסטרטגיות פריסה כדי להגן על הפעולה הרגילה של ציוד תקשורת רדיו חיצוני בסביבת השימוש של הרכב. יש לאמת את כמות פליטת השדה האלקטרומגנטי מחוץ לרכב באמצעות בדיקות בהתאם ל-GB 14023-2011, GB34660-2017, ו-GB/T 18387-2017, ועליו לעמוד בדרישות המגבלה הסטנדרטיות.

(1) מצב סטטי של הרכב: הרכב נשאר במצב נייח, וכל המכשירים החשמליים של מערכת 12V מופעלים במלואם.
(2) מצב דינמי של הרכב: הרכב שומר על מהירות קבועה של 16 קמ"ש, 40קמ"ש, ו-70 קמ"ש.
(3) מצב טעינת הרכב: הרכב במצב טעינה, ומצב החיוב (SOC) של סוללת החשמל נמצאת ביניהם 20% וכן 80% של מצב הטעינה המקסימלי.

הרכב צריך לאמץ פריסה רציונלית ותכנון הגנת מיגון. כאשר בנסיבות השימוש הבאות, הוא חייב לעמוד בהפרעות קרינת השדה האלקטרומגנטי החיצוני של רמת חוזק השדה הסטנדרטית ללא סטיות תפקודיות ופגיעה בבטיחות. יש לאמת את בדיקת פס התדרים 20MHz-2GHz בהתאם ל-GB 34660-2017.

(1) מצב דינמי של הרכב: כל המכשירים החשמליים של הרכב פועלים במלואם, והרכב נוסע במהירות קבועה של 50 קמ"ש.
(2) מצב טעינת הרכב: הרכב במצב טעינה, ומצב החיוב (SOC) של סוללת הכוח נמצאת בטווח של 20% אֶל 80% של מצב הטעינה המקסימלי.

מכשירי חשמל על הסיפון (כמו מדחסי מיזוג אוויר, מנועים להניע, וכו') יש להצטייד בהתקני דיכוי הפרעות רדיו כדי לשלוט על פליטת הפרעות לאורך נתיב ההולכה ונתיב הקרינה בחלל ולהבטיח את הפעולה הבטוחה של ציוד מקלט רדיו על הלוח. (כגון מכשירי רדיו, GPS, T-BOX, וכו') בטווח בטוח. יש לאמת זאת באמצעות בדיקות בהתאם ל-GB/T 18655-2018 (מומלץ לא להיות נמוך מהרמה 3 לְהַגבִּיל) ולעמוד בדרישות המגבלה הסטנדרטיות.

(1) מצב סטטי של הרכב: המכשירים המשולבים מופעלים בנפרד, וההפעלה במתח גבוה של מערכת החשמל של הרכב מתבצעת (PT מוכן).
(2) מצב דינמי של הרכב: הרכב נוסע במהירות קבועה של 40 קמ"ש.
(3) מצב טעינת הרכב: הרכב במצב טעינה, ומצב החיוב (SOC) של סוללת החשמל נמצאת בין 20% וכן 80% של מצב הטעינה המקסימלי.

מכשירי חשמל על הלוח צריכים לאמץ פריסה סבירה ותכנון הגנת מיגון. כאשר נמצאים בתנאי השימוש הבאים, הם חייבים לעמוד בהפרעות הקרינה האלקטרומגנטית של רמת חוזק שדה הספק המשדר הסטנדרטית של המשדר המובנה ללא סטיות תפקודיות ופגיעה בבטיחות.

יש לאמת זאת באמצעות בדיקות עבור פסי תדר עבודה שונים של משדר בהתאם ל-GB/T 33012.3-2016.

(1) מצב דינמי של הרכב: כל המכשירים החשמליים של הרכב פועלים במלואם, והרכב נוסע במהירות קבועה של 50 קמ"ש.
(2) מצב טעינת הרכב: הרכב במצב טעינה, ומצב החיוב (SOC) של סוללת החשמל נמצאת בין 20% וכן 80% של מצב הטעינה המקסימלי.

כאשר הרכב נמצא במצב טעינת הולכת כבל חשמל, יש לאמת אותו באמצעות בדיקות בהתאם ל-ECE R10.6. המאפיינים של פליטה הרמונית, שינוי מתח, תנודות ופליטת הבהוב, ופליטת הולכה בתדר רדיו לאורך כבל הטעינה חייבת לעמוד בדרישות המגבלה הסטנדרטיות. זה צריך להיות מסוגל לעמוד בהפרעות נחשולי מתח והפרעות קבוצת דופק מהיר ארעיות חשמליות מכבל הטעינה ללא סטיות תפקודיות והדרדרות בטיחותית של פונקציית הטעינה.

כאשר הרכב במצב טעינה אלחוטית, זה צריך לכלול את התקן צימוד הטעינה האלחוטית המחובר לרשת החשמל ולהיות מאומת ועובר בדיקות בהתאם ל-ECE R10.6.

היבט זה נוגע לפליטות השדה המגנטי בתדר נמוך של סביבת הרכב בה נמצא גוף האדם.

כאשר הרכב נמצא בתנאי העבודה הבאים, יש לאמת אותו באמצעות בדיקות בהתאם ל “שיטת מדידה של שדה אלקטרומגנטי ברכב ביחס לחשיפה של בני אדם” (טיוטה לבדיקה). כמות פליטת השדה המגנטי בטווח 10Hz-400KHz צריכה להתאים ל-ICNIRP 2010 דרישות הגבלה.

מצב סטטי: הרכב עומד עם כל מכשירי החשמל מופעלים, וההדלקה במתח גבוה של מערכת החשמל של הרכב הושלמה (PT מוכן).

מצב דינמי: הרכב נוסע במהירות קבועה של 40 קמ"ש; הרכב נוסע עם האצה והאטה של 2.5 m/s2.

מצב טעינה: מצב החיוב (SOC) של סוללת החשמל נמצאת בין 20% וכן 80% של מצב הטעינה המקסימלי.

רתמת חיווט המתח הגבוה צריכה להיות בעלת אמצעי מיגון EMC, ופריסה הניתוב שלו לא אמורה ליצור קרינת EMC משופרת.

שכבת המיגון של רתמת חיווט המתח הגבוה צריכה להיות מחוברת ביעילות למעטפת החיצונית המוליכה של רכיב המתח הגבוה.

לסיכום, הבטחת בטיחות ה-EMC של רכב נוסעים חשמליs היא משימה מורכבת ורבת פנים. זה דורש עיצוב קפדני, בדיקות קפדניות, וניטור רציף כדי להבטיח שהרכב ורכיביו פועלים בצורה מהימנה בסביבה האלקטרומגנטית מבלי לגרום להפרעה להתקנים אחרים או להיות מושפעים לרעה משדות אלקטרומגנטיים חיצוניים. זה לא רק מבטיח את הבטיחות והביצועים של הרכב אלא גם מגן על בריאותם ורווחתם של הנוסעים.

פיתוח טכנולוגיית EMC בתעשיית הרכב הוא תהליך מתמשך. ככל שרכבים חשמליים נפוצים יותר, התקנים והדרישות עבור EMC צפויים להיות מחמירים עוד יותר. יצרנים וחוקרים יצטרכו להישאר בחזית ההתפתחויות הללו כדי לעמוד באתגרים וההזדמנויות המוצגות.

התקדמות עתידית עשויה לכלול חומרים וטכניקות מיגון מתוחכמים יותר, אלגוריתמים משופרים לחיזוי והפחתה של הפרעות אלקטרומגנטיות, ושילוב משופר של שיקולי EMC בשלבים המוקדמים של תכנון הרכב. בְּנוֹסַף, שיתוף פעולה בינלאומי ומאמצי סטנדרטיזציה ישחקו תפקיד מכריע בהבטחת עקביות ותאימות בין יצרנים ודגמים שונים של רכבים חשמליים.

בסופו של דבר, המטרה היא לספק לצרכנים כלי רכב חשמליים שאינם רק ידידותיים לסביבה ויעילים אלא גם בטוחים ואמינים בכל ההיבטים, כולל תאימות אלקטרומגנטית. על ידי הקפדה על תקני EMC מחמירים וחידוש מתמשך בתחום זה, תעשיית הרכב יכולה לתרום לעתיד בר קיימא ומחושמל של תחבורה מבלי להתפשר על איכות ובטיחות.