汽車(chē)試驗(yàn):電動(dòng)汽車(chē)用驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)電磁兼容性試驗(yàn)方法
電動(dòng)汽車(chē)上的電力電子變換裝置無(wú)論數(shù)量還是功率都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)傳統(tǒng)汽車(chē),電磁兼容問(wèn)題的嚴(yán)重性和復(fù)雜性也遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)汽車(chē)。電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是電動(dòng)汽車(chē)的三大關(guān)鍵系統(tǒng)之一,也是最重要的功率變換裝置,其電磁兼容性能(electromagneTIccompaTIbility,簡(jiǎn)稱(chēng)為EMC)不僅關(guān)系到自身的工作可靠性,而且會(huì)影響整車(chē)的安全運(yùn)行能力和工作可靠性。從目前已有的電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)產(chǎn)品的檢測(cè)過(guò)程來(lái)看,大部分車(chē)型都是經(jīng)過(guò)多次整改才能夠達(dá)到國(guó)標(biāo)的相關(guān)規(guī)定。鑒于電磁兼容問(wèn)題的重要性,基于電磁騷擾耦合和傳播的一般機(jī)制。
本文給出了電動(dòng)汽車(chē)用驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)電磁兼容性試驗(yàn)方法。適用于純電動(dòng)汽車(chē)、混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)和燃料電池電動(dòng)汽車(chē)用驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)。
注:電動(dòng)汽車(chē)電源系統(tǒng)通常分為2種類(lèi)型:第一種普通LV(低壓)系統(tǒng),其典型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為非屏蔽,第二種HV系統(tǒng),其典型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為屏蔽。
試驗(yàn)方法如下:
一、電磁輻射發(fā)射試驗(yàn)
1、寬帶電磁輻射發(fā)射試驗(yàn)
試驗(yàn)方法:本方法用于測(cè)試EUT產(chǎn)生的寬帶電磁輻射發(fā)射, 若無(wú)其他規(guī)定, 在30MHz-1000MHz頻率范圍內(nèi),則按GB/T18655-2010中規(guī)定的方法進(jìn)行試驗(yàn)。
試驗(yàn)狀態(tài):EUT應(yīng)處于正常工作狀態(tài), 且轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速的50%, 扭矩為額定扭矩的50%, 機(jī)械輸出負(fù)載達(dá)到持續(xù)功率的25%。
當(dāng)轉(zhuǎn)速或扭矩達(dá)不到EUT試驗(yàn)狀態(tài)時(shí), 可調(diào)整扭矩或轉(zhuǎn)速以達(dá)到持續(xù)功率的25%, 并在試驗(yàn)報(bào)告中注明。
如EUT包含多個(gè)單元, 單元之間的連接線宜使用原車(chē)上使用的連接線束;如果無(wú)法實(shí)現(xiàn), 電子控制單元和人工電源網(wǎng)絡(luò)(AN)間的連接線長(zhǎng)度應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定.線束應(yīng)按實(shí)際情況端接,并帶實(shí)際負(fù)載和激勵(lì)。
試驗(yàn)布置:試驗(yàn)布置圖見(jiàn)圖3.
屏蔽配置應(yīng)按照車(chē)輛的實(shí)際情況布置,通常所有屏蔽的HV部件應(yīng)低阻抗正常接地(例如AN、電纜、連接器等狀態(tài)) EUT和負(fù)載均應(yīng)接地。室外的HV電源應(yīng)經(jīng)由饋通濾波連接。
除非另有指定,否則與接地平面前端平行的LV線束、HV線束的長(zhǎng)度應(yīng)分別為1500mm±75mm。LV線束和HV線束的長(zhǎng)度(包括連接器)應(yīng)分別為
。HV試驗(yàn)線束應(yīng)與LV試驗(yàn)線束間距
。所有線束應(yīng)放置在無(wú)導(dǎo)電性、低相對(duì)介電常數(shù)
材料上,距接地平面上方50mm+5mm的位置。HV正極電源線和HV負(fù)極電源線可以是單根的同軸屏蔽線纜,或共用同一個(gè)屏蔽層,推薦使用車(chē)輛原裝HV線束,電機(jī)三相線同樣適用于本條規(guī)定.除非另有規(guī)定, 否則EUT殼體應(yīng)直接或通過(guò)指定阻抗連接到接地平面.為避免環(huán)境噪聲的影響,應(yīng)在試驗(yàn)之前進(jìn)行環(huán)境噪聲測(cè)試,環(huán)境噪聲電平應(yīng)比限值低6dB.

試驗(yàn)要求:
應(yīng)在半電波暗室中進(jìn)行測(cè)量, 頻率范圍為30 MHz-1000 MHz。應(yīng)該分別在天線垂直極化和水平極化下進(jìn)行測(cè)量。可以使用頻譜分析儀或掃描接收機(jī)進(jìn)行測(cè)量,測(cè)量參數(shù)應(yīng)按照GB/T18655-2010中規(guī)定來(lái)設(shè)置。為加快測(cè)試進(jìn)度,可以使用峰值檢波器進(jìn)行掃描,但是當(dāng)峰值測(cè)量結(jié)果超過(guò)限值要求時(shí),應(yīng)使用準(zhǔn)峰值檢波器進(jìn)行最終測(cè)試。
2、窄帶電磁輻射發(fā)射試驗(yàn)
試驗(yàn)方法:本方法用于測(cè)試EUT(例如以微處理器為核心的系統(tǒng)) 產(chǎn)生的窄帶電磁輻射發(fā)射, 若無(wú)其他說(shuō)明,在30MHz--1000MHz頻率范圍內(nèi), 則應(yīng)按GB/T 18655—2010中規(guī)定的方法進(jìn)行試驗(yàn)。
試驗(yàn)狀態(tài):HV和LV正常供電:EUT驅(qū)動(dòng)模塊處于待機(jī)狀態(tài), 無(wú)輸出功率。
試驗(yàn)布置:試驗(yàn)布置要求見(jiàn)圖3。
試驗(yàn)要求:應(yīng)在半電波暗室中進(jìn)行測(cè)量, 頻率范圍為30MHz--1000MHz.
應(yīng)該分別在天線垂直極化和水平極化下進(jìn)行測(cè)量,可以使用頻譜分析儀或掃描接收機(jī)進(jìn)行測(cè)量,測(cè)量參數(shù)應(yīng)按照GB/T18655-2010中規(guī)定來(lái)設(shè)置。
二、抗擾度試驗(yàn)
1、電磁輻射抗擾度
一般要求:采用電波暗室法和大電流注入(BCI)法相結(jié)合的方法進(jìn)行試驗(yàn)。其中, 在20MHz--200MHz頻率范圍內(nèi), 采用大電流注入(BCI)法, 抗擾試驗(yàn)強(qiáng)度應(yīng)不低于60mA:在200MHz--2000MHz率范圍內(nèi), 采用電波暗室(ALSE) 法, 抗擾試驗(yàn)強(qiáng)度應(yīng)不低于30V/m.所有試驗(yàn)的頻率步長(zhǎng)(對(duì)數(shù)或線性)不得大于表6規(guī)定。每個(gè)測(cè)試頻點(diǎn)的駐留時(shí)間不得小于2s。如檢測(cè)機(jī)構(gòu)與EUT供應(yīng)商沒(méi)有特殊規(guī)定, 則試驗(yàn)信號(hào)的調(diào)制應(yīng)滿(mǎn)足:
a) 調(diào)幅(AM) :適用頻率范圍為20MHz~800MHz, 調(diào)制頻率為1kHz, 調(diào)制深度為80%;脈沖調(diào)制(PM) :適用頻率范圍為800MHz--2000MHz, 脈寬為577ps, 周期為4600ps.
b)其他試驗(yàn)條件應(yīng)符合GB/T33014.1的規(guī)定.
按照GB/T33014.4采用“替代法”,使用電流注入探頭將電流直接感應(yīng)到LV連接線束上進(jìn)行抗擾度試驗(yàn)。電流注入探頭應(yīng)分別放置在與EUT連接器距離150mm、450mm和750mm處。應(yīng)按GB/T33014.2使用“替代法”建立試驗(yàn)場(chǎng)強(qiáng),在天線垂直極化的情況下進(jìn)行抗擾度試驗(yàn)。測(cè)試頻率低于1000MHz時(shí), 測(cè)試天線應(yīng)正對(duì)線束的中間:測(cè)試頻率大于或等于1000MHz時(shí), 測(cè)試天線應(yīng)正對(duì)EUT的控制器。
試驗(yàn)狀態(tài):EUT應(yīng)處于正常工作狀態(tài), 且轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速的50%, 扭矩為額定扭矩的50%, 機(jī)械輸出負(fù)載達(dá)到持續(xù)功率的25%。當(dāng)轉(zhuǎn)速或扭矩達(dá)不到EUT試驗(yàn)狀態(tài)時(shí), 可調(diào)整扭矩或轉(zhuǎn)速以達(dá)到持續(xù)功率的25%, 并在試驗(yàn)報(bào)告中注明。
注:當(dāng)無(wú)法滿(mǎn)足功率要求時(shí), 可在試驗(yàn)報(bào)告中詳細(xì)說(shuō)明EUT的工作狀態(tài)。
試驗(yàn)布置:大電流注入(BCI) 法試驗(yàn)布置圖見(jiàn)圖4;電波暗室(ALSE) 法試驗(yàn)布置圖見(jiàn)圖5。圖5僅給出EUT使用頻率在1GHz以上時(shí)喇叭天線的試驗(yàn)布置示例, 200MHz~1GHz頻率范圍可以使用如雙錐天線進(jìn)行試驗(yàn)。屏蔽配置應(yīng)按照車(chē)輛的系列配置。通常所有屏蔽的I IV部件應(yīng)低阻抗正常接地(例如AN、電纜、連接器等) 。EUT和負(fù)載應(yīng)接地。室外的HIV電源應(yīng)經(jīng)由饋通濾波連接。
除非另有指定, 否則與接地平面前端平行的LV線束和HV線束的長(zhǎng)度應(yīng)分別為1500mm±75mm。LV線束和HIV線束的長(zhǎng)度(包括連接器) 應(yīng)分別為
。HV試驗(yàn)線束應(yīng)與LV試驗(yàn)線束間距
。車(chē)輛使用的原裝I IV線束可以選擇使用。所有線束應(yīng)放置在無(wú)導(dǎo)電性、低相對(duì)介電常數(shù)材料(e,≤1.4)上、距接地平面上方50mm士5mm的位置。
除非另有規(guī)定, 否則EUT殼體應(yīng)直接連接到接地平面上。當(dāng)通過(guò)指定阻抗連接到接地平面上時(shí),應(yīng)在試驗(yàn)報(bào)告中注明。
除非另有規(guī)定,否則注入探頭僅置于LV線束上進(jìn)行試驗(yàn)。



2、電源線瞬態(tài)傳導(dǎo)的抗擾度試驗(yàn)
按GB/T21437.2—2008規(guī)定,應(yīng)在LV電源線以及可能連接到LⅤ電源線的其他連接線上施加試驗(yàn)脈沖1, 2a, 2b, 3a.3b和4。EUT應(yīng)處于待機(jī)狀態(tài), HV和LⅤ正常供電。試驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)對(duì)EUT的控制器實(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)控。如有必要,應(yīng)采取措施對(duì)輔助監(jiān)控裝置進(jìn)行隔離。
3、靜電放電抗擾度試驗(yàn)
按GB/T 19951規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)應(yīng)依次進(jìn)行EUT不通電狀態(tài)和僅LV供電情況下的測(cè)試。在EUT不通電狀態(tài)時(shí), 模擬在裝配過(guò)程中或維修時(shí)人體對(duì)EUT的直接放電, 對(duì)EUT搬運(yùn)時(shí)容易觸及的(但不限于)凹形連接管腳、殼體、按鈕、開(kāi)關(guān)、顯示屏、殼體上的螺母和開(kāi)口施加放電。使用截面積為0.5mm2~2mm2、長(zhǎng)度不大于25mm的絕緣實(shí)心金屬絲引出凹形連接管腳。
如果一個(gè)連接器內(nèi)有多個(gè)密集管腳,難以逐個(gè)施加放電時(shí),要像凹形管腳一樣,使用橫截面積為0.5mm2~2mm2、長(zhǎng)度不大于25mm的絕緣實(shí)心金屬絲引出。
在EUT僅LV供電的情況下, 不對(duì)EUT的連接器針腳及針座進(jìn)行直接放電測(cè)試。對(duì)車(chē)內(nèi)成員容易觸及的表面、按鍵、開(kāi)關(guān)、縫隙等位置進(jìn)行試驗(yàn)。
各放電試驗(yàn)點(diǎn)在每種電壓等級(jí)下承受至少3次正電壓放電和3次負(fù)電壓放電,放電間隔至少為5s。在每種電壓等級(jí)下, EUT的放電試驗(yàn)點(diǎn)先承受一種極性的放電試驗(yàn), 再承受相反極性的放電試驗(yàn)。在每連續(xù)3次放電期間和放電之后, 檢驗(yàn)EUT是否符合靜電放電抗擾度的判據(jù)要求。
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