新能源汽車電驅(qū)動系統(tǒng)的電磁干擾問題一直是汽車工業(yè)界的技術(shù)難題。受制于電磁干擾法規(guī)測試超標(biāo)的困擾,無論是電驅(qū)動零部件廠家還是整車廠均想要攻克電驅(qū)系統(tǒng)潛在的電子安全難題。
重慶清研理工電子技術(shù)有限公司結(jié)合重慶理工大學(xué)產(chǎn)學(xué)研平臺,協(xié)同重慶清研理工汽車智能技術(shù)研究院有限公司創(chuàng)新研發(fā),潛心扎根技術(shù)瓶頸研究,先后建立電驅(qū)動電磁兼容測試平臺、電驅(qū)動電磁兼容設(shè)備開發(fā)、電驅(qū)動電磁兼容仿真平臺,形成技術(shù)開發(fā)的細(xì)分領(lǐng)域的閉環(huán)方案,希望從根本上解決電驅(qū)動電磁干擾過高的技術(shù)瓶頸。
未來我們將繼續(xù)在細(xì)分領(lǐng)域持續(xù)投入與研發(fā),計劃在2022年前后提出電驅(qū)動系統(tǒng)無屏蔽方案的整套解決技術(shù),大大降低整車成本,為全球新能源汽車電磁兼容發(fā)展提供技術(shù)驅(qū)動力。
一電驅(qū)動系統(tǒng)電磁兼容解決方案閉環(huán)
二電驅(qū)動系統(tǒng)為新能源汽車主要電磁干擾源
新能源汽車電驅(qū)動系統(tǒng)是高電壓、大電流、高功率的電力電子裝置系統(tǒng),其中包括驅(qū)動電機(jī)控制器(DC-AC逆變器)、發(fā)電機(jī)控制器(AC-DC整流器)、高低壓電源變換器(DC-DC變換器)和輔助電機(jī)控制器(DC-AC逆變器)等功率變換控制器,其主要采用絕緣柵場效應(yīng)管(IGBT)和金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)等。
這些功率半導(dǎo)體器件在通過脈寬調(diào)制(PWM)進(jìn)行能量變換過程中,可產(chǎn)生高功率電磁干擾(Electromagnetic Interference, EMI),致使新能源電磁兼容(Electromagnetic Compatibility, EMC)問題日益突出,并嚴(yán)重制約新能源汽車的發(fā)展。電驅(qū)動系統(tǒng)是新能源汽車中最主要的電磁干擾源,優(yōu)化設(shè)計與評測其電磁兼容性能成為該產(chǎn)品開發(fā)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
三電驅(qū)動電磁兼容測試評估平臺
---電驅(qū)系統(tǒng)加載EMC試驗(yàn)
國際標(biāo)準(zhǔn)CISPR 25、國標(biāo)GB/T 18655與最新電驅(qū)電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)GB/T 36282都明確規(guī)范了測試方法與測試設(shè)備要求:電驅(qū)動系統(tǒng)在測功機(jī)模擬實(shí)際帶載工況下進(jìn)行電磁傳導(dǎo)發(fā)射、輻射發(fā)射與抗擾測試。重慶清研理工電子技術(shù)有限公司主持推出Motor-Chamber,攻克電驅(qū)動系統(tǒng)加載EMC試驗(yàn)難題。
測試標(biāo)準(zhǔn):GB/T 36282
原理:對新能源汽車用電驅(qū)系統(tǒng)的電磁兼容特性進(jìn)行測評
測試能力:
2)臺架功率 220kW、最高扭矩1000N·m、最高轉(zhuǎn)速7000rpm(可實(shí)現(xiàn)對額定轉(zhuǎn)速為14000rpm電驅(qū)系統(tǒng)的加載EMC測試)
四電驅(qū)動電磁兼容測試裝備開發(fā)
---Motor-Chamber裝備開發(fā)
Motor-Chamber依托重慶理工大學(xué)產(chǎn)學(xué)研平臺,由重慶清研理工電子技術(shù)有限公司聯(lián)合重慶理工清研凌創(chuàng)測控科技有限公司與艾姆克科技有限公司共同完成。
Motor-Chamber的電磁兼容設(shè)計主要包括:半波暗室整體設(shè)計、穿墻軸的屏蔽設(shè)計、軸電流抑制、電源濾波器設(shè)計等方面。
1.半波暗室整體設(shè)計
電驅(qū)動系統(tǒng)電磁兼容測試系統(tǒng)布局(左圖)與測試連接接口示意(右圖)
2.測試臺架設(shè)計及仿真
測試臺架設(shè)計圖
3.穿墻軸設(shè)計與應(yīng)用
示意圖:軸電流仿真分析
4. EMC暗室底噪
測試布置:依據(jù)CISPR25標(biāo)準(zhǔn)
測試條件:測功機(jī)空載150A
電流測試等級:全頻段低于CLASS5 20dB以上
10kHz-30MHz
30MHz-200MHz
垂直極化
30MHz-200MHz
水平極化
200MHz-1GHz垂直極化
200MHz-1GHz水平極化
1GHz-2.5GHz垂直極化
(未安裝預(yù)放)
1GHz-2.5GHz水平極化
(未安裝預(yù)放)
五電驅(qū)動系統(tǒng)電磁兼容仿真開發(fā)
---傳導(dǎo)發(fā)射仿真開發(fā)
根據(jù)GB/T 18655-2018(CISPR 25: 2016)的相關(guān)要求進(jìn)行電驅(qū)系統(tǒng)傳導(dǎo)發(fā)射仿真,為工程化應(yīng)用提供開發(fā)設(shè)計方案。
技術(shù)開發(fā)路線
1.建立各連接部件三維電磁場模型
2.建立電驅(qū)系統(tǒng)傳導(dǎo)發(fā)射仿真平臺
3.雙脈沖測試平臺搭建
雙脈沖測試平臺
4.發(fā)射仿真與實(shí)驗(yàn)對比
LISN正極端傳導(dǎo)發(fā)射電壓信號仿真值-時域
LISN正極端傳導(dǎo)發(fā)射電壓信號仿真與測試結(jié)果對比-頻域
IGBT發(fā)射極對地電壓仿真與測試結(jié)果對比-時域
IGBT發(fā)射極對地電壓仿真與測試結(jié)果對比-頻域
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