探究電驅(qū)動電磁兼容EMC開發(fā)測試閉環(huán)方案的建立

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)合重慶理工大學產(chǎn)學研平臺，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)動電機控制器（DC-AC逆變器）、發(fā)電機控制器（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）和金屬氧化物半導體場效應(yīng)晶體管（MOSFET）等。

這些功率半導體器件在通過脈寬調(diào)制（PWM）進行能量變換過程中，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

國際標準CISPR 25、國標GB/T 18655與最新電驅(qū)電磁兼容標準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)在測功機模擬實際帶載工況下進行電磁傳導發(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試驗難題。

測試標準：GB/T 36282

原理：對新能源汽車用電驅(qū)系統(tǒng)的電磁兼容特性進行測評

測試能力：

1）供電電壓 1000V、電流500A

2）臺架功率 220kW、最高扭矩1000N·m、最高轉(zhuǎn)速7000rpm（可實現(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依托重慶理工大學產(chǎn)學研平臺，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標準

測試條件：測功機空載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)要求進行電驅(qū)系統(tǒng)傳導發(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)射仿真與實驗對比

LISN正極端傳導發(fā)射電壓信號仿真值-時域

LISN正極端傳導發(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

編輯：jq