7 Pruebas de EMC para vehículos eléctricos

7 Pruebas de EMC para vehículos eléctricos

En este post, enumeramos las siete pruebas de compatibilidad electromagnética (CEM) aplicables a los vehículos eléctricos. Nuestra normativa de referencia es la Normativa 10 de la CEPE de Naciones Unidas, que abarca más de 50 países del mundo.

1. Emisiones radiadas
2. Inmunidad a las radiaciones
3. Emisiones conducidas
4. Emisiones armónicas
5. Emisiones de parpadeo
6. EFT/Inmunidad de ráfaga
7. Inmunidad a las sobretensiones

Cada prueba se realiza de acuerdo con el anexo correspondiente de la norma ECE R10 y la norma de prueba CEM mencionada. A continuación se indican los parámetros básicos de cada prueba:

• Emisiones radiadas (30 MHz – 1 GHz)

• Inmunidad radiada (20 MHz – 2 GHz)

• Emisiones conducidas (150 kHz – 30 MHz)

• Emisiones armónicas (líneas de corriente alterna)

• Emisiones de parpadeo (Líneas de corriente alterna)

• Inmunidad EFT/Ráfaga (±2 kV en líneas CA/CC)
• Inmunidad a las sobretensiones (±2 kV en líneas de CA, 0,5kV en líneas de CC)

Las frecuencias, límites y niveles de las pruebas pueden cambiar con el tiempo. Los parámetros anteriores reflejan la versión actual de la normativa (ECE R10, Revisión 6)

Centrémonos en cada prueba y expliquemos los parámetros de la prueba en detalle:

1) Emisiones radiadas (30 MHz – 1 GHz)

¿Para qué vehículos? Las pruebas de emisiones radiadas se realizan a todos los tipos de vehículos en el ámbito de la norma ECE R10. Independientemente de la fuente de energía (electricidad o petróleo), las emisiones de RF están limitadas por la normativa.

Hay dos tipos de pruebas de emisiones radiadas según la norma UN ECE R10:

De banda ancha: Este tipo de pruebas de emisiones radiadas se realizan con detectores de Pico y Cuasipico

Banda estrecha: Este tipo de pruebas de emisiones radiadas se realizan con Detector de media

La distancia de medición (la distancia entre la antena de medición y el vehículo sometido a prueba) es de 3 ó 10 metros.

Lugar de ensayo requerido: ALSE u OTS

Equipos de prueba necesarios: Receptor EMI (con detectores QP, AV, P, gama de frecuencias: 30-1000MHz, RBW: 100/120kHz), Antenas bicónicas y logarítmicas, Trípode de antena, LISN/AMN, Red Artificial (AN), Red Artificial Asimétrica (AAN)

Frecuencia de medición: de 30 MHz a 1000 MHz

Normas de ensayo de referencia: CISPR 12 y CISPR 25

La figura siguiente muestra un ejemplo de montaje de prueba que figura en el documento ECE R10 (Rev.6):

2) Inmunidad radiada (20 MHz – 2 GHz)

¿Para qué vehículos? Las pruebas de Inmunidad Radiada se realizan para los vehículos que tienen funciones relacionadas con la inmunidad. Las funciones relacionadas con la inmunidad se definen en la normativa. La mayoría de los vehículos tienen funciones relacionadas con la inmunidad y se someten a estas pruebas de inmunidad radiada.

Normalmente, el motor hará girar las ruedas motrices a una velocidad constante de 50 km/h si no hay ninguna razón técnica debida al vehículo para definir una condición diferente. Para los vehículos de las categorías L1 y L2, la velocidad constante girará normalmente a 25 km/h. El vehículo deberá estar sobre un dinamómetro debidamente cargado o, alternativamente, apoyado sobre caballetes aislados con una distancia mínima al suelo si no se dispone de dinamómetro. Cuando proceda, pueden desconectarse los ejes de transmisión, las correas o las cadenas (por ejemplo, en camiones y vehículos de dos y tres ruedas).

Gama de frecuencias: de 20MHz a 2000MHz

El vehículo se somete a campos electromagnéticos y se vigila durante las pruebas. Para las pruebas de inmunidad radiada, la norma ECE R10 menciona dos tipos de pruebas para vehículos:

*Pruebas de campo libre según la norma ISO 11451-2

Este método de ensayo es el recomendado. Requiere un dispositivo generador de campo, y el dispositivo generador de campo puede ser una antena o un sistema de línea de transmisión – TLS.

25 V/m, 20MHz-2GHz

La distancia de medición (la distancia entre la antena y el vehículo sometido a prueba) es inferior a 2 metros.

Lugar de pruebas requerido: ALSE u OTS para el método de ensayo de campo libre

Equipos de prueba necesarios: Generador de señales de RF, amplificador de RF, software de pruebas, sonda de RF, cable de RF, redes artificiales (AN), AN de carga de CC, AAN, arnés de carga de potencia, estación de carga / red eléctrica

Normas de ensayo de referencia: ISO 11452-2, ISO 11451-1

*Método de ensayo de inyección de corriente en masa (BCI) según ISO 11451-4

Este método de ensayo sólo se aplica a vehículos específicos. Si un vehículo tiene una longitud superior a 12 m y/o una anchura superior a 2,60 m y/o una altura superior a 4,00 m, se utilizará el método BCI (inyección de corriente masiva) según la norma ISO 11451-4 en la gama de frecuencias de 20 a 2.000 MHz con un nivel BCI de 60 mA rms.

Sin embargo, la gama de frecuencias aplicable al método de ensayo de la ICB es de 1-400 MHz, según la norma ISO 11451-4. Por tanto, no es posible aplicar la prueba BCI fuera de esta gama de frecuencias.

El método de prueba BCI requiere sonda(s) de inyección de corriente y sonda(s) de medición de corriente de prueba. El vehículo se prueba tal y como está construido, no se permite ninguna conexión a tierra adicional. La distancia entre el vehículo y todas las demás estructuras conductoras será de al menos 50 cm. Las paredes de la sala blindada deben estar a una distancia mínima de 50 cm del vehículo. La única excepción es la planta baja de la sala blindada.

Lugar de ensayo requerido: Sala blindada para el método de ensayo BCI

Equipos de prueba necesarios: Sonda de inyección de corriente, generador de RF, amplificador de RF, software de prueba, sonda de medición de corriente, cable de RF

Normas de ensayo de referencia: ISO 11452-4, ISO 11451-1

La figura siguiente (en el Anexo 6 de ECE R10, Rev.6) muestra un ejemplo de montaje de prueba. Como se ve a continuación, no se dan todos los detalles de la configuración y también debes seguir las normas ISO 11452-2 o ISO 11452-4.

3) Emisiones conducidas (150 kHz – 30 MHz)

Las pruebas de emisiones conducidas sólo se realizan en vehículos eléctricos, no en vehículos no eléctricos. Las emisiones de RF en líneas eléctricas y líneas de red se miden mediante LISN/AMN.

Equipos de prueba necesarios: Receptor EMI (con detectores QP, AV, P), LISN/AMN

Frecuencia de medición: de 150 kHz a 30 MHz

Normas de ensayo de referencia: CISPR 25

4) Emisiones de armónicos

Las pruebas de emisiones de armónicos sólo se realizan para vehículos eléctricos. Se miden los armónicos en las líneas eléctricas de CA y se comparan con los límites.

Equipos de prueba necesarios: Analizador de Armónicos o Analizador de Potencia (la corriente máxima de estos instrumentos deberá ser capaz de hacer funcionar el vehículo a la corriente máxima)

Frecuencia de medición: de 50 Hz a 2000 Hz

Normas de ensayo de referencia: IEC 61000 3-2, IEC 61000 3-12

5) Emisiones de parpadeo

Las pruebas de emisiones de parpadeo sólo se realizan para vehículos eléctricos. Se miden los parpadeos en las líneas de corriente alterna y se comparan con los límites.

Equipos de ensayo necesarios: Analizador de parpadeo o analizador de potencia y fuente de alimentación (la corriente máxima de estos instrumentos deberá ser capaz de hacer funcionar el vehículo a la corriente máxima).

Normas de ensayo de referencia: IEC 61000 3-3, IEC 61000 3-11

6) EFT/Inmunidad de Ráfaga

Las pruebas de inmunidad EFT/Ráfaga sólo se realizan para vehículos eléctricos. La señal EFT/Ráfaga se somete a vehículo a través de CDN.

Equipos de ensayo necesarios: EFT/Generador de ráfagas y CDN (la corriente máxima de estos instrumentos deberá ser capaz de hacer funcionar el vehículo a la corriente máxima)

Niveles de prueba: ±2 kV en líneas CA/CC

Normas de ensayo de referencia: IEC 61000 4-4

El rendimiento del vehículo se controla durante el ensayo y los criterios de rendimiento se utilizarán para realizar la evaluación de conformidad (evaluación Pasa/Falla).

7) Inmunidad a las sobretensiones

Las pruebas de inmunidad a las sobretensiones sólo se realizan para vehículos eléctricos. La señal de sobretensión se somete al vehículo a través de CDN.

Equipos de ensayo necesarios: Generador de sobretensión y CDN (la corriente máxima de estos instrumentos deberá ser capaz de hacer funcionar el vehículo a la corriente máxima)

Niveles de prueba: ±2 kV en líneas de CA, ±0,5 kV en líneas de CC

Normas de ensayo de referencia: IEC 61000 4-5

El rendimiento del vehículo se controla durante el ensayo y los criterios de rendimiento se utilizarán para realizar la evaluación de la conformidad (evaluación Pasa/Falla).