电动平衡车电磁兼容测试标准编制的必要性

引言

电动平衡车作为一种智能化全电动短途代步工具，具有体积小重量轻、便于携带、操作简洁、节能环保等特点，为大众的绿色出行提供了便利。作为典型电子电气产品，电动平衡车质量的提高离不开电磁兼容测试方法的支撑。

目前国际上关于电动平衡车的产品标准还处于空缺状态，在可参考的个人轻型电动车设备测试标准EN17128-2017《人员和货物运输用非型号核准轻型机动车辆及相关设施个人轻型电动汽车(PLEV)安全要求和试验方法》中，针对平衡车设备EMC测试标准则是引用了较成熟的电磁兼容通用标准IEC61000-6-1-2016《电磁兼容性(EMC)第6-1部分：通用标准住宅、商业和轻工业环境》(抗扰度)及IEC61000-6-3-2020《电磁兼容(EMC)第6-3部分：通用标准居住、商业和轻工业环境中的发射》(发射)。而国内第三方检测认证机构在进行电动平衡车EMC测试时，限值和测试方法主要也是引用了采标以上两项国际标准的国家标准GB/T17799.1-2017《电磁兼容通用标准居住、商业和轻工业环境中的抗扰度》及GB17799.3-2012《电磁兼容通用标准居住、商业和轻工业环境中的发射》，以及电磁兼容试验和测量技术GB/T17626.2-2018《电磁兼容试验和测量技术》系列标准。但是电动平衡车EMC测试方法在满足基础及通用标准的同时，也应考虑基于电动平衡车应用环境下的场景特点、运行特点等因素，从而科学合理地考核电动平衡车的电磁兼容特性。

基于这些需求，上海电器科学研究院联合多家单位起草了《电动平衡车电磁兼容发射和抗扰度要求》，并由中国机械工业联合会提出申请，报国家标准化管理委员会批准下达国家标准制定计划20180975-T-604。该标准经过两年的研究与编制，目前已报批待发布。

本文介绍了电动平衡车电磁兼容测试标准编制的必要性，并给出标准中测试要求与电动平衡车产品特点的对应关系，结合试验验证结果予以论证。本论文可作为标准实施与宣贯的参考。

1电动平衡车的产品特性

电动平衡车是一种电力驱动、具有自我平衡能力的个人运载工具。运作原理主要是电子自衡系统，以内置的精密电子陀螺仪(Solid-StateGyroscopes)来判断车身所处的姿势状态，透过精密且高速的中央微处理器计算出适当的指令后，驱动马达来做到平衡的效果。

目前市场上的电动平衡车主要有独轮和双轮两类，大部分电动平衡车的占道面积约等同中等体型人的宽度，对于现代拥挤的交通状况来说，电动平衡车确实满足了最初的设计理念：流畅平顺的人类运输器(SegueHumanTransporter)。电动平衡车采用锂电池能量驱动，由普通民用电进行补足，单次充电可保证20~70km的续航里程，最高时速可达20km/h。

2电动平衡车EMC测试方法引用基础标准的关系

在电动平衡车电磁兼容测试过程中，如何模拟电动平衡车产品实际运行场景特点，找到电动平衡车的最大发射值，一直困扰着电动平衡车的测试工程师和设计工程师。基于电动平衡车运行的特点，我们在其电磁兼容测试时需充分考虑以下内容：

1)测试时应使电动平衡车车轮运动起来，同时为检测到电动平衡车的最大发射，在测试方法中需规定测试时电动平衡车的运行速度。

2)电动平衡车为典型的充电产品，其充电状态下的传导干扰及抗干扰也是电磁兼容测试时考核的重点。基于以上考虑，我们选择了表1中的测试项目来考核电动平衡车的电磁兼容性。

根据电动平衡车的特点，结合电磁兼容基础标准的适用范围及要求，电动平衡车测试方法引用基础标准的关系如下：

1)传导发射和辐射发射限值来源于GB17799.3-2012中表1中的1.1和1.4部分。电磁兼容发射测试不同试验项目引用标准如下：

a)传导发射的测试方法来源于GB/T6113.201-2017《无线电骚扰和抗扰度测量设备和测量方法规范第2-1部分：无线电骚扰和抗扰度测量方法传导骚扰测量》;

b)辐射发射的测试方法来源于GB/T6113.203-2016《无线电骚扰和抗扰度测量设备和测量方法规范第2-3部分：无线电骚扰和抗扰度测量方法辐射骚扰测量》;

c)谐波测量试验方法来源于GB/T17625.1-2016《电磁兼容限值谐波电流发射限值(设备每相输入电流≤16A)》;

d)电压波动和闪烁的限值和试验方法来源于GB/T17625.2《电磁兼容限值对每相额定电流≤16A且无条件接入的设备在公用低压供电系统中产生的电压变化、电压波动和闪烁的限制》。

2)抗扰度限值来源于GB/T17799.1-2017中表1、表2和表4。电磁兼容抗扰度试验不同试验项目引用标准如下：

a)静电放电抗扰度试验参数和试验方法来源于GB/T17626.2-2018;

b)射频电磁场辐射抗扰度试验参数和试验方法来源于GB/T17626.3-2016;

c)快速瞬变脉冲群抗扰度试验参数和试验方法来源于GB/T17626.4-2018;

d)浪涌抗扰度试验参数和试验方法来源于GB/T17626.5-2019;

e)射频场感应传导骚扰抗扰度试验参数和试验方法来源于GB/T17626.6-2017;

f)工频磁场抗扰度试验参数和试验方法来源于GB/T17626.8-2006;

g)电压暂降/短时中断抗扰度试验参数和试验方法来源于GB/T17626.11-2016。

3试验验证

在电动平衡车产品EMC测试要求标准编制过程中，标准起草工作组为保证标准给出的EMC测试要求具有正确性及适用性，特邀请了多家单位参与相关的试验验证。测试样品为单轮及双轮的电动平衡车，是当下市场销量较好的企业的研发产品，检测机构分别来自上海电器设备检测所有限公司和无锡市产品质量监督检验院等。

测试该样品时选取了电动平衡车的充电模式与运行模式两种状态，分别进行表2中的发射和抗扰度试验。

3.1样品运行状态

试品接通AC220V/50Hz电压，放置在10cm绝缘木板上，使电动平衡车悬空，并保持稳定。

1)辐射发射在充电模式和运行模式下进行测试，充电电量为86%~88%、32%~33%和2%~6%，如图1所示。

2)传导发射在充电模式下进行测试，充电电量为86%~88%、62%~64%、32%~33%、21%~24%和2%~6%，如图2所示。

3)辐射抗扰度在充电模式和运行模式下进行测试，充电电量低于85%。

4)其余项目均在充电模式下进行测试，充电电量低于85%。

3.2传导发射测试数据

本文选取测试结果中的部分数据，分别为充电模式中电量为62%~64%和32%~33%的测试数据，见图3和图4。

3.3辐射发射测试数据

本文选取测试结果中的部分数据，分别为充电模式中电量为2%~6%和运行模式的测试数据，见图5和图6。

3.4抗扰度测试数据

本文选取抗扰度实验中典型的射频电磁场抗扰度和静电抗扰度进行说明，测试数据见表3及表4。

3.5结果分析

通过分析电动平衡车的发射测试数据，可发现在不同工作模式下辐射发射的测试结果明显不一致，在不同电量的充电模式下，部分传导发射的测试结果超出规定限值，且多次测试结果的数据曲线趋势一致。因此，电动平衡车电磁兼容标准中需给出不同运行模式的设定及相关要求，以此模拟产品实际的充电及工作状态，增强测试结果的复现性。

我们也按照标准中的测试要求对电动平衡车抗扰度分别进行了相关试验，测试过程可重复实现，但在试验后判断产品是否存在性能降低的现象时，需确定产品哪些性能，通用标准中无法给出。因此参考电动平衡车电磁兼容标准中的附录A抗扰度试验判据，这一问题可得到解决。

结合以上验证结论，制定标准时将电动平衡车工作模式分为充电模式与运行模式两种状态，其中充电模式时电动平衡车处于低电量报警状态或制造商声明的充电模式下，应预热20min后进行试验;工作模式时电动平衡车的电量应大于80%的状态，正常运行进行试验。

4结语与展望

未来本文阐述的试验方法将有相应的推荐性国家标准出台，为电动平衡车制造商、第三方检测机构测量电动平衡车产品电磁兼容性提供更准确的依据，杜绝产品在使用时可能出现的电磁兼容安全隐患。相关电动平衡车认证也可根据标准制定实施规则，规范电动平衡车产品质量，促进行业的良性发展。

电动平衡车发射和抗扰度要求标准的制定填补了电磁兼容在电动平衡车产品标准上的缺失，帮助提高了电动平衡车在为人们提供城市代步、安保巡逻、休闲娱乐等功能时的安全性，也为该产品的持续创新和更新换代提供了技术支持，未来甚至有望为电动平衡车重获“路权”，成为最快全民化的代步工具。

审核编辑：汤梓红