10.16638/jki.1671-7988.2017.14.034
电动汽车电驱动系统电磁兼容研究
李兴宇
(安徽江淮汽车集团股份有限公司,安徽合肥230601)
关键词:电动汽车;电机驱动系统;电磁兼容
中图分类号:U469.7 文献标识码:A 文章编号:1671-7988 (2017)14-98-03
柯斯达明锐Electromagnetic compatibility research of electric vehicle electric drive system
Li Xingyu
( Anhui Jianghuai Automobile group Co. Ltd., Anhui Hefei 230601 )
Abstract: Drive system of electric vehicle internal contains a very large voltage or current situation, which makes a lot of parts may exist between the coupling, and once that happens, will cause electromagnetic interference, internal influence on the formation electromagnetic compatibility.The following article expounded and analysis to the problems.
Keywords: electric cars; Motor drive system; Electromagnetic compatibility
CLC NO.: U469.7 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)14-98-03
前言
随着我国的能源工程中的危机情况不断加剧,对于新能源汽车的开发很多企业都为之付出更多的投入,如今电动汽车在我国市场中获得了非常好的发展,其集成化程度较内燃机汽车更高,而对于汽车中所应用的电子设备不断增加,所需要选择的频段更加多,因此这很可能会造成零件之间相互产生影响。
与我国国内很多传统的内燃机不同,电动汽车中包括的各种运行机理与其他不同,在开始运行以及启动的过程中将会产生电磁,而如何将各个环节中的电磁实现兼容是相关工作人员最为关注的话题。电动汽车在运行中,会存在非常大的高压,导致汽车内部零部件发生相互干扰问题。我国很多电动汽车
中通过线缆进行通信,线缆之间也会存在着耦合作用,电磁兼容问题也会出现,这对于汽车内人员的安全会形成一定的影响,因此,车辆开发阶段需要对其电磁兼容问题进行研究及改进。
1 电磁兼容标准
电动汽车中存在的电磁问题是当前很多学者共同关注的,而如何实现兼容是一项重要的研究课题,在对整车进行电磁兼容的试验工作前,各个供应商应对零部件相关产品首先做好部件级的电磁兼容试验检测工作,然后厂家采用这些零部件作为零件进行装备,得到整车电磁兼容性的认证。但是从目前国际上对于电动汽车中存在的电磁兼容问题和标准进行的规定来看,还处在持续完善的阶段。欧美等发达国家推出了一些统一的标准,世界上的很多车厂依据这些标准各自推出了更加严格的企业标准。我国关于电动汽车电磁兼容领域的标准主要有GB 14023和GB/T 18387,这两项都是产品公告强制性检验标准,可见国家层面对其重视程度。关于电动汽车领域的电磁兼容标准,近年来的趋势是大家越来越关注电动车充电状态和高压部件的电磁兼容问题,相应推出
新能源汽车
作者简介:李兴宇,就职于安徽江淮汽车集团股份有限公司。
宝马z4二手车汽车实用技术
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了很多国际标准,我国也正在推进相关国际标准的国标转化工作。
2 电动汽车系统中常见电磁兼容问题
根据电动汽车中产生动力的原理来看,对于这种汽车可以分成三种类型:纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车。这些电动汽车通过不同的驱动方式,对动力装置进行集中的安置。纯电动汽车中通过蓄电池或者是超级电容器来对其中所需要的动力进行提供,然后能量上的变化则需要通过DC/AC逆变器或DC/DC变换器来进行充分利用和实施,将产生的能量通过电机实现对汽车的驱动。而混合动力电动汽车则是通过内燃机来实现动力的供应,其中蓄电池通过自身的能量来辅助进行工作,相互模块之间通过发电机来实现接口位置的衔接。燃料电池电动汽车顾名思义就是通过燃料电池来实现动力的驱动,利用蓄电池实现能量的管理和控制。
在电动汽车中的电力电子装置主要是通过DC/DC变换器和DC/AC逆变器共同组成的部分,这些装置在运行过程中会存在一定的电磁干扰问题,导致运行中出现严重的不稳定和不安全情况,如果是非常强烈的电磁干扰源,那么会产生瞬时的电压和电流变化的问题,导致产生更多的噪声和辐射,对电子产品本身将会造成较大的影响。
3 电驱动系统电磁干扰抑制措施
3.1 抑制瞬态干扰
电磁干扰问题会出现在启动的瞬间,这主要与逆变器中的瞬态干扰相互联系,在电磁兼容中通过瞬态干扰的形式形成了静电、浪涌冲击、电快速脉冲,跟随电源启动出现瞬态干扰情况。因此面对这种瞬态干扰情况,需要通过增加干扰吸收的元件来实现系统的兼容,一般常用的元件中包括气体放电管、瞬变电压抑制管、压敏电阻这三种形式,气体放电管是通过电压瞬间降低,形成干扰,保证电路不受到影响的情况下,对干扰进行转移。而压敏电阻通过对电压进行转化成热量的形式进行干扰转移,瞬变电压抑制管则是通过在二极管的两侧位置中实现瞬时高压,降低发生的阻抗值。在逆变器系统中,根据对各个元件对干扰的吸收能力进行比较,通过综合分析和比较,选择合适的吸收元件。
表1 常用吸收元件参数表
3.2 滤波技术研究
1)分析电路的共模和差模干扰
在地与线之间会形成共模干扰这种形式,而通过共模电流向着地系统中进行转移,然后再经过地系统返回,这种干扰模式在线与线之间进行传递,因此要针对性的选择滤波器对干扰电流进行抑制作用。
2)分析人工电源网络
人工电源网络一般是在进行电磁兼容的测试中有所应用,通过对需要测量的物体通过电源向着公用电网进行连续性的骚扰形式形成测量的全过程。
结构图如下:
大众新cc图1 人工电源网络
为了能够更好的实现电磁兼容测试工作,通过人工电源网络的形式对高频阻抗进行隔离,通过测量物体中产生的电压与其他公共电网中的干扰信号进行隔离,从而保证测量结果的可靠性,同时为了能够保证测量过程中不会受到交流电压的破坏作用,人工电源网络还通过高频的滤波功能进行测定,把待测物与电网的电路回路与测量端子之间隔离。
3.3 滤波器的选择
上文中也提到了滤波器,在实际的应用过程中,主要将这些设备分为带通滤波器、低通滤波器、带阻滤波器和高通滤波器这几种类型,通过电磁兼容工作中的耦合发放时,采用滤波的方式降低其产生的噪声,在这种低频段中的电源范围,采用低通滤波器。对产生的干扰问题进行抑制和降低。
众泰汽车在输入和输出的端口中,通过对共模电流中的电感LGW 的作用,将CDL和CDR进行旁路处理,让其形成线与线之间的共同作用,形成差模干扰的抑制作用。
3.4 电磁屏蔽
电磁干扰中形成的屏蔽作用是通过吸波材料与导电导磁材料中的任何一项形成一种封闭的空间,通过将电磁辐射中的传播形成阻隔,对电磁干扰情况形成一个隔离的区域,并进行干扰的抑制作用。电场gt320i
屏蔽方法通过导体的作用形成接地,而磁场屏蔽则是通过高磁材料中对于周围辐射的吸收作用,将内部的磁场进行降低,然后对其进行吸收,完成对电磁干扰的阻断作用。
3.5 整车其他电磁兼容抑制措施
一般在电动汽车中,在一些较小的空间中设置有一些大功率的电子元器件,或者是整个电机系统都设置与其中,因此对于这个空间结构的设计是否合理与后期汽车中的电磁兼容效果有着直接的联系。在电磁兼容中,共模干扰占有着主
李兴宇:电动汽车电驱动系统电磁兼容研究100 2017年第14期
要的比例,因此电机控制器在设置中要与电机之间的距离不断缩小,其之间的电缆也能够降低连接作用,这样能够有效的降低电缆之间形成的辐射作用,避免传导耦合骚扰对于通信电缆的电磁干扰。
屏蔽系统设计中通过对于单模块以及整体模块的屏蔽作用实现其对于干扰问题的抑制作用,前者则是通过一些辐射较大的单板单独设置在屏蔽罩中,通过金属网形成屏蔽效果,而将变压器等部件通过线组线圈进行环绕处理,降低漏磁通,而后者则是通过将整块的金属壳将系统中的干扰和辐射进行屏蔽,对于电磁的干扰情况进行吸收或者是反射,阻止干扰源的信号传播。
综上所述,文章中主要是对电磁兼容中产生的各项干扰情况进行了简要的介绍和分析,然后对电磁干
扰情况及进行阻断和降低干扰的措施介绍,通过实际的应用方式降低了干扰所形成的影响,通过相关技术方式,形成了非常好的电磁兼容的效果。
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(上接第97页)
用只含0、1元素的一指示矩阵[P]指示。
(7)利用式(6)分析接触面动摩擦对系统稳定性影响比较方便、直观。
5 结论
本文首先概述了制动器的工作原理,并对现有行业内制动器的降噪方法进行分析,通过对阻尼层的系统建模,探讨此理论分析方法能够预测并一定程度定量地估计阻尼控制手法对特定类型制动器的有效性,因而避免了目前仅依据经验以及通过对大量不同阻尼材料进行试验确定阻尼降噪方案的做法。在此基础上,还可以进一步研究包含约束阻尼的多层ASR结构对抑制制动器振动噪声的作用。参考文献
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