随着经济和社会的发展,传统能源形势日益紧张。在人们日益增长的能源需求的背景下,积极发展新能源已成为各行各业的共识。新能源汽车是新能源发展的典型例子。与传统汽车相比,新能源汽车的一个特点是动力系统的差异。动力系统是汽车的核心,是汽车节能的关键。
新能源汽车动力系统的核心设备是电机和控制器。电机和控制器的性能直接影响到新能源汽车的整体性能。传统能源日益紧张,新能源蓬勃发展。加强对新能源汽车电机和控制器的电磁兼容性测试,有助于保证新能源汽车的质量,提高新能源汽车的性能。
目前,我国新能源汽车动力系统主要采用驱动电机系统,与传统内燃机系统相比具有很大的优势。目前,我国新能源汽车动力系统仍处于研究阶段,尚未普及。在正常工作中,由于电流在很短的时间内跳动,大功率半导体开关的快速移动,新能源汽车动力系统会产生强烈的辐射和电磁干扰。例如,虽然边缘网双极晶体管的开关只有几十纳秒,但在这几十纳秒内会产生强烈的电磁干扰。动态系统的电磁干扰会严重影响新能源汽车的性能,严重影响新能源汽车的电力系统。因此,为了减少电磁干扰,必须加强电磁兼容性测试。
目前,我国新能源汽车兼容性测试技术还不是很成熟,与其他国家还有很大差距。我国新能源汽车动力系统兼容性测试大多采用传统的内燃机驱动系统和弱电系统标准进行测试。目前,我国还没有完整、科学的新能源动力系统兼容性测试标准。这是值得反思的。
新能源汽车动力系统电磁兼容性测试主要指骚扰测试和抗扰测试两种措施。要实现科学测试,必须准确把握这两个方面的测试意义,严格按照国家有关规范进行测试。
2.1骚扰测试骚扰测试主要是指在一定距离内测试人员保护能力。目前的骚扰测试标准是GB14023-2006。与原标准相比,虽然内容扩展,满足了新能源汽车的一些要求,但归根结底,该标准是内燃机型的标准。这个标准不能科学地进行测试。本标准主要通过每小时公里计算被测对象的运行状态,相反,新能源汽车按每分钟旋转进行测量。两者之间的计算标准有明显的区别。此外,不同的布局方法也是兼容性测试失败的主要原因。新能源汽车上的动力系统测试明显不同。两者的布局方法有显著的不同。这将使兼容性测试没有实际意义。
2.2抗扰测试抗扰测试主要是指机动车电子元件抗电磁辐射能力的测试。目前,我国抗扰测试的参考标准是GB/T17619-1998。该标准明确规定了抗扰限值和测试方法。由于驱动电机系统的电磁兼容性测试环境与传统车型的兼容性测试环境大致相同,GB/T17619-1998也可以参考。
在了解了动力系统兼容性测试的主要内容后,作者讨论了新能源动力系统电机和控制器电磁兼容性测试的可行性方案。驱动电机系统兼容性测试主要考虑两个因素:一是明确测试对象;二是科学安排驱动机电系统,有效监督运行状态。
明确测试对象。我们测试新能源汽车电气系统电机电磁兼容性的主要对象是驱动整个电机。传统的测试方法是将电气系统的主要部件和逆变器分开进行独立测试。该分层测试方法测试效果差,测试成本高。因此,我们应该采用整体测量方法来测试驱动电机系统的兼容性。
驱动驱动电机系统的科学布局。驱动机电系统的布局对测试效果有重要影响。在测试过程中仔细选择布局是确保正确测量效果的关键。目前,我国相关标准中还没有明确规定布局方法或虽然有一些规定,但这些规定不能适应驱动电机系统的测试。因此,在布局驱动电机系统时,我们主要参考模拟实验的布局。
在系统兼容性测试过程中,一般需要对驱动电机系统进行加载。加载驱动机电系统可以有效提高发射水平。该公司已经做了一个实验,该公司制造了一辆专门用于测试的汽车。在这辆车中,驱动电机系统主要通过底盘测量机加载。这样加载后,通过观察实验数据,发现发射水平有了很大的提高,比平均水平多了50个db。系统加载是提高驱动机电系统性能的关键。在测量过程中,应使用条件来加载系统。在看到系统加载的好处的同时,我们也应该意识到中国新能源汽车系统加载过程中有许多限制因素。*有两个典型的因素:——需要设置一个特殊的半波暗室来实现系统加载,测试成本将非常高;第二,目前的系统加载技术还不成熟,不能适应复杂的情况。当我们进行驱动电机系统的兼容性测试时,必须充分考虑上述两个因素。兼容性测试应在既定条件下实现。
在了解了新能源汽车电气系统测量的可行性计划后,我们还应准确掌握测试标准。掌握这些兼容性测试标准对科学测试具有重要意义。我们对兼容性测试的参考标准的选择主要从以下几个方面进行:
1.从辐射发射的角度进行调查。目前,辐射角度的参考标准主要是GB18655-2002和GB/T18655-2002。这两个标准主要用于测量新能源汽车的接收装置。这两个标准被广泛使用。驱动电机系统可适用于上述两个标准,因此内部设备可以获得更好的性能。例如,作者从辐射发射的角度调查了新能源汽车的驱动电机系统。经调查,发现负载GB18655-2002标准,但辐射防护性能仍有待提高。
2.是辐射抗干扰性。对于辐射抗干扰性的测量,我们主要采用GB/T17619-1998标准进行测试。我们之所以采用这个标准进行测试,主要是因为这个标准明确规定了抗干扰限值和测量方法。对测量频率范围也有明确规定。这个标准不是专门用来测量新能源动力系统电机电磁兼容性的,但是由于电磁辐射环境和这个标准的辐射环境差别不大,我们采用这个标准进行测试。
3.是传导抗扰度。传导抗扰度的测试主要基于IS07637-3-2007和IS07637-2004D。这些标准明确规定了车辆24V电源线瞬态传导抗扰的测试方法。根据本标准,导抗扰度有8种脉冲形式,分别为1.2a.3a.3b.2b.4.5a.5b,其中前四种可用于兼容性测试。
电磁辐射干扰试验。
检测车辆及部件制定的试验和辐射干扰限制值,以保护周围环境中使用的广播设备免受影响。
电源线传导瞬时干扰测试
安装在车辆上的12V/24V设备系统在开关瞬间产生噪声,并根据设定的限制值进行传导瞬时干扰测试,以保护车辆的性能和安全。
电源线传导瞬时耐受测试
对安装在车辆上的12V/24V设备系统进行瞬时传导耐受性测试,并根据设定的限制值进行测试,以确保设备系统在车辆使用中的性能和安全。
电磁辐射耐受性测试
为了提高车辆的性能和安全性,确保各种控制装置对辐射电磁波性能下降的免疫力(immunity)。
静电放电试验。
检测车辆上安装的12V/24V设备系统对静电放电的免疫力(immunity),确保使用安全。
1
中国汽车EMC标准
标准号
标准名称
GB14023-2000。
无线电骚扰特性的限值和测量方法,由火花点火发动机驱动的车辆、机动船和装置。
GB18655-2002。
限值和测量方法电骚扰特性的测量方法。
GB/T17619-1998。
电磁辐射抗扰性限值及机动车电气组件的测量方法。
GB/T18387-2001。
宽带频率为9kHz~30mHz。
GB/T14024-2001。
内燃机电站无线电干扰特性的测量方法及允许值传导干扰。
GB/T15152-9。
移动通信降级的评价方法是由脉冲噪声干扰引起的。
2
国际汽车EMC标准
标准号
标准名称
ISO11451。
道路车辆-窄带辐射电磁能量产生的电气干扰-车辆试验方法。
ISO11452。
道路车辆-窄带辐射电磁能量产生的电气干扰-零件测试方法。
ISO7637。
道路车辆-由传导和耦合引起的电气干扰。
ISOTR1O6O。
道路车辆-静电放电引起的电气干扰。
CISPR12。
限值和测量方法是机动船和内燃发动机驱动装置的无线电骚扰特性。
CISPR25。
用于保护车辆、机动船和装置上车载接受器无线电骚扰特性的限值和测量方法。
3
欧洲汽车EMC标准
标准号
标准名称
95/54/EC。
抑制车内点火发动机产生的无线电干扰。
95/56/EC。
车辆保安系统。
97/24/EC。
2/3轮车。
2000/2/EC。
森林和农业拖拉机。
ECER10。
关于车辆电磁兼容性的统一规定。
4
美国汽车工程学会EMC标准
标准号
标准名称
SAEJ551-1。
限值及测试方法(60Hz~18GHz)是车辆装置电磁兼容的总则
SAEJ551-2。
对于车辆点火发动机驱动装置的无线电骚扰特性限值及方法(30mHz~1gHz)
SAEJ551-3。
窄带测量
SAEJ551-4。
车辆及装置的宽窄带测量方法及限值(150kHz~IO00mHz)
SAEJ551-5。
宽带磁场和电场强度的限值及测量方法(9kHz~30mHz)
SAEJ551-11。
车外干扰源电磁抗扰度(100kHz~18gHz)
SAEJ551-12。
车辆抗扰度测量来自车载发射机干扰源(1.8mHz1.3GHz)
SAEJ551-13。
大电流注入(1~400mHz)
SAEJ551-14。
混响室
SAEJ551-15。
为静电放电
SAEJ551-16。
抗瞬态电磁干扰。
SAEJ551-17。
抗电源线磁场干扰(60Hz~30kHz)
SAEJ1113-1。
测量过程及限值总则(60Hz~18GHz)
SAEJ113-2。
传导抗扰度测量~导线法(30Hz~250kHz)
SAEJ1113-3。
传导抗扰度测量~射频(RF)功率直接注入法(250kHz~500kHz)
113-4.
辐射电磁场抗扰度测量-BCI法。
SAEJ1113-11。
电源线的瞬态传导抗扰性。
SAEJ113-12。
电气干扰通过传导和耦合~耦合钳。
SAEJ113-13。
静电放电
SAEJ113-21。
用于电磁抗扰度测量的暗室(10kHz~18gHz)
SAEJ113-22。
电源线产生0Hz~30kHz)产生辐射磁场的抗扰度测量
SAEJ113-23。
辐射电磁场抗扰度测量-带状线法。
SAEJ113-24。
测量辐射电磁场抗扰度-TEM小室法(10kHz~200mHz)
SAEJ113-25。
辐射电磁场抗扰度测量-三层板法(10kHz~500mHz)
SAEJ113-26。
电场抗扰度测量(60Hz~30kHz)
SAEJ113-27。
辐射电磁场抗扰度测量-混响室法。
SAEJ113-41。
无线电干扰特性测量方法及限值,用于保护车载接器的车内部件和部件。
5
国际电工委员会EMC标准
标准号
标准名称
IEC1000-4-3。
辐射(射频)电磁场抗扰试验。
6
美国EMC标准
标准号
标准名称
ANSI63.4。
低压电子设备无线电噪声发射测量方法。
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