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电动汽车EMC的措施

2020年07月09日 17:20 次阅读

  1.EMC标准

  汽车行业对车辆制定了严格的电磁兼容方面的标准和测试规范,首先零部件本身必须通过电磁兼容性测试,集成到整车后,整车也要通过电磁兼容性全面考核。电磁兼容性具有一票否决权,如果电磁兼容性不能满足相应法规测试要求,将导致产品不能上市,所以电磁兼容测试标准显得尤为重要,它对于电动汽车EMC具有把关作用。欧美发达国家十分重视对汽车电磁兼容性的研究,世界各国和相关国际性组织制定了众多的标准和法规来限制汽车的电磁兼容问题。我国自从l983年发布第1个电磁兼容国家标准GB39O7一l983以来,也已经发布了多个有关电磁兼容的国家标准,见下表。从表中不难得出,随着汽车电子工业的发展,对于EMC的要求不断增加,电磁兼容标准也在不断更新完善。2008年最新发布的GB/T18387一2008已经开始针对电动汽车做出的测试规范。相信随着电动汽车产业的发展,会有越来越多的标准出台。更严格的标准也会推动在电动汽车开发过程中车企对电磁兼容工作重视,为了保证合乎标准而更早期、更大量地投入到电磁兼容性开发过程中。

  

  ▲我国电磁兼容标准

  2.零部件EMC

  零部件电磁兼容性是整车电磁兼容性的基础和前提,用于电动车上的零部件不仅应满足零部件电磁兼容性要求,同时在整车电磁兼容性出现问题时,零部件供应商也有义务支持并进行相关整改。理论与实践证明,任何电磁骚扰的发生必须具备3个条件:骚扰源、传播骚扰的途径和敏感设备。作为电动汽车的零部件应该从两个方面尽可能地优化:一是尽量降低骚扰的强度;二是尽可能地提高抗骚扰的能力。对于各控制单元(ECU)主要是通过滤波电路PCB布局、布线多层板设计控制发射源,同时加强设备的屏蔽,必要时通过金属壳体,将控制单元外壳形成一个连续密封的导电体,使耦合到内部电路的电磁场被反射和吸收。对于潜在电磁骚扰源的电机控制器、直流/直流转换器、高压线束、高压蓄电池,可将外壳形成一个良好的密封体实现屏蔽完整性,防止电磁泄露,再通过多点接地的方式将电机外壳与整车可靠接地,降低电磁辐射的水平。

  

  ▲金属外壳屏蔽保护的ECU

  3.整车系统EMC

  整车范围内首先保证零部件的EMC符合标准要求,通过线束将各个控制单元联系在一起。电动汽车整车级屏蔽设计的重点应是高压系统的布局、屏蔽设计以及CAN通信网络的抗干扰处理。首先尽量要求高压线束沿着车身布置,优化整车电磁辐射的环路,同时利用车身形成封闭的屏蔽舱。同时屏蔽高压电缆连接器也是一种减少不必要的电磁干扰经济有效的方法,通过一系列标准的实验显示了屏蔽电缆和连接器能够有效减少在100kHz到200MHz频率范围内的不必要的干扰。

  

  ▲各种带屏蔽的高压线缆和连接器

  CAN总线系统用来完成电控、电机和电池三大系统之间的通信,直接关系到电动汽车的安全。对于电动汽车中的CAN通信网络,采用屏蔽双绞线,双绞线绞环中感应的电磁场相互抵消,从而降低了外界电磁场对绞线的干扰以及绞线间的干扰。同时东京电气化学公司(TDK)还提出使用CommonModeFilter(共模滤波)以及Splittermination(分裂式终端)来改善CAN通信网络的EMC。

  

  ▲CommonModeFilter和SplitterminaTIon的应用及作用

  电动汽车的开发受到社会各界的重视和欢迎。相对传统汽车,电动车更加节能、排放更低,但也面临一些新的EMC问题的挑战。对此,不断规范标准,从零部件到整车全方位提高电磁兼容性,最终达到标准并推向市场的电动汽车肯定会具备良好电磁兼容性。

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