模拟AM波段在电动汽车中的干扰

技术解决方案与电磁干扰缓解的成本 Snehasis Ganguly Tyler Harp Alex Kulicki Cullen Smith K. Venkatesh Prasad 目录： 表目录：......................................................................................................................................... ii 图目录： ...................................................................................................................................... ii 致谢...........................................................................................................................iii 执行摘要...........................................................................................................................1 引言 ...........................................................................................................................................1 AM广播与电磁干扰..........................................................................2 汽车中的电磁干扰..................................................................4 AM噪声抑制：技术解决方案............................................................................5屏蔽..............................................................................................................................................................6 过滤................................................................................................................................................................7 主动降噪..........................................................................................................................8 位置...........................................................................................................................................................8 改进AM收音机接收器...............................................................................................8 长期重新设计....................................................................................................................................9 移除模拟AM收音机..................................................................................................................9AM噪声抑制：成本与重量考量 .............................................10 结论.............................................................................................................................................13 参考文献.............................................................................................................................................15 表格目录： 表1. 电动车制造商之间的AM广播可用性和替代方案.........................................................................................................................................14 图表目录： 图1. AM收音机元件................................................................................................2图2. AM收音机信号及电磁干扰示意图（简化版）....................................... 3图3. 电磁干扰的四条路径..................................................................................................4图4. 电动汽车中电磁干扰的来源..................................................................................................5图5. 典型高压电缆结构........................................................................................7图6. 作为电磁干扰减轻手段的滤波...............................................................7图7. 电动汽车中AM收音机干扰的潜在减轻方案.....10图8. 在预测的电动汽车生产中通过屏蔽和滤波减轻电磁干扰的成本*..........................................................................................................12 致谢 这项工作是通过与汽车创新联盟(AAI)签订的研究合同得以实现的。作者感谢参与的相关公司和组织给予的支持。 关于对本出版物的引用和参考文献，请使用以下信息： Ganguly, S., Harp, T., Kulicki, A., Smith, C., Prasad, K. Venkatesh (2023).模拟AM频段在电动汽车中的干扰：技术解决方案与减轻电磁干扰的成本。汽车研究中心，密歇根州，安阿伯市。 880 Technology Dive, Suite C | 安阿伯，密歇根州 48108 | www.cargroup.org CAR的使命是通过独立研究、教育和对话来提供信息和建议，以实现更可行和可持续的汽车生态系统。 摘要 在美國國會中，有努力要求汽車製造商必須在所有車輛中維持AM無線电，包括新的电动車（EVs）。然而，由於电动汽车的特性和他們的運轉條件，包括加速能和減速，對於確保與類似的AM波段無綫电的電磁兼容性（EMC）是一種挑戰。這項由汽車研究中心（Center for Automotive Research, CAR）所進行的研究表明，在电动汽车中減輕電磁干擾（EMI）是一項挑戰，可能會導致汽車製造商增加成本。減輕 costs 取決於车辆的電氣結構，並需進行多種設計和工藝上的妥協。製造商透過車輛工藝选择，包括屏蔽、濾波、主動降噪以及部件的戰略安置，可以減輕部分EMI。這些減輕技術可以改善類似AM波段的接收效果。然而，如果製造商尚未考慮，則需要在未來任何电动汽车重新設計的早期階段就包含整個車輛系统的EMC要求，以消除進行零零碎碎的晚年階段減輕的需求。這些成本可以被避免，通過從車輛中刪除類似的AM無綫电，並為消費者提供替代產品以供車内音頻內容使用。 引言 汽车收音机首次在美国引入时，AM波段就一直是汽车体验的一部分。自那时起，广播通信技术的进步为广播电台提供了更多选择，以便向驾驶员和乘客提供车载音频内容；然而，模拟AM广播电台在美国仍然无处不在。美国国会为维护所有车辆（包括新型电动汽车）中的AM广播电台所作的努力，导致了一场参议院调查。1汽车制造商对参议院关于该主题的调查回应包含在表1中。 在AM频段中存在间歇性噪声在技术上已被充分理解，并且主要由熟悉信号减弱和噪声增加的汽车收音机听众所容忍，这些现象出现在他们远离广播源电台、在高速公路上通过大型卡车或在高压电线下方行驶时。然而，电动汽车带来了新的噪声来源，这些噪声源自其推进系统的电动特性。 电动车（EV）的关键动力部件包括一个或多个高功率电机、相关的电子系统（如逆变器）和高电压电池。在设计上，这些组件在电动车内生成导致电机转子转动并使车轴转动车轮的电磁力。鉴于这些力量具有高功率的性质，在高电压电池、逆变器和电机之间存在固有的大电流传输。虽然电磁力是电动车中的推进力来源，但它们也是引起调频广播（AM）频段干扰的噪声源基础。2 AM收音机与电磁干扰 模拟调幅（AM）广播电台（“AM广播”）捕捉并处理电磁频谱中540 kHz至1700 kHz范围内的射频（RF）信号，通过一系列步骤，使用电子元件（图1），生成可听到的AM广播内容。天线接收AM频段内的射频信号。它将转导的电气信号传导至接收器，接收器对这些信号进行解调（提取关于音频内容的部分）并放大这些信号。调谐器通过接口允许用户选择所需的电台，调整收音机音量，并访问电台信息。 EMI是指由外部源电磁干扰引起的电子设备或系统扰动。EMI可能会导致电子产品运行不良、故障或完全停止工作。它可能由自然和人为来源共同引起。4 一些电磁干扰（EMI）的例子包括： •Wi-Fi通信受到LED照明噪声的干扰。•移动无线电传输在家用娱乐系统的扬声器中听到。•从经过的飞机发出的无线电信号开启自动车库门。 •闪电导致停电。 当未得到管理时，电磁干扰（EMI）可能带来显著的无法操作问题。电子产品及相关服务被监管以确保与同一工作环境共享的其它产品和服务的电磁兼容性。环境。解决电磁干扰（EM