工稈师日志电动芦车甲驱动电胆系统EM匚测试
以往与新能源汽车相关的动力部件都是按照GB/ T18655-2010来进行传导和辐射的测试,但标准中并没有专门对电机电控的测试方法和布置进行说明。因此,在进行电机电控的EMC测试时,需要参照CISPR25-2016中新增的电机电控测试。并且,在进行零部件测试时电机一般处于空载状态,没有模拟车辆正常工作的情形。因此,以往广泛用于汽车零部件的EMC标准迫切需要更新换代。
2018年6月份,国家标准化管理委员会发布了GB/ T36282-2018《电动汽车用驱动电机系统电磁兼容性要求和试验方法》(下称新标准),于2019年1月1号开始实施。
新标准包含了辐射发射(分为宽带、窄带试验,参考GB/T18655),辐射抗扰度(分为BCI大电流注入和ALSE 电波暗室法,分别参考ISO11452-4和ISO11452-2),电源线瞬态传导抗扰度(参考ISO7637-2)以及静电放电抗扰度(参考ISO10605)。
际准特点
首先,新标准与以往的汽车电子的标准都不太一样,它将辐射发射、大电流注入、辐射抗扰度、瞬态脉冲抗扰度、以及静电放电抗扰度等多个标准提出的内容提取出来,针对驱动系统,合并到一个标准里,所以说这是一个根据电动车行业专门制定的产品标准。
其次,新标准辐射发射测试范围与GB/T18655-2010有所不同,只测试30-1000MHzo限值相较于GB/T 18655-2010中的class3,要求有所放宽。而窄带试验,与宽带试验相比,则是HV与LV正常供电,但驱动模块应处于待机状态,不输出功率。
新标准将大电流注入归到辐射抗扰度中,20-200MHz 测试大电流注入.200-2000MHz用ALSE法测试辐射抗扰度。原本BCI的测试范围是1-400MHz,分替代法和闭环法,新标准采用的是替代法,强度为60mA:辐射抗扰度ALSE法,试验强度30V/m,1GHz以下,天线正对待测线束中间;1GHz以上,天线正对待测设备。
新标准对瞬态脉冲抗扰度和静电放电抗扰度的要求与ISO7637-2和ISO10605的要求差别不大,但对原ISO7637-3的信号线瞬态脉冲没有作要求。
值得一提的是,新标准没有针对产品的高、低压电源线传导发射测试。
新际准的最穴亮点-电胆带载试验區求
新标准中5.1.1.2节试验状态规定:“EUT应处于正常工作状态,且转速为额定转速的50%,扭矩为额定扭矩的50%.机械输出负载达到持续功率的25%O当转速或扭矩达不到EUT试验状态时,可调整扭矩或转速以达到持续功率的25%,并在试验报告中注明<”
标准中第一句话,说的是EUT在正常工作状态下,转速和扭矩都为额定的50%,机械输岀负载达到持续功率的25%o转速和扭矩同时作了要求.有点超出常规范畴。一般来说,控制器在测试时,都是满足转速或者转矩模式下其中一个。细看第二句,作了注明。当两者达不到第一句话的要求时,调整其一,使带载的功率达到持续功率的25%o
所以说新标准明确规定了,驱动电机系统测试过程中必须要带载25%。
目前国内能做电机带载试验的EMC实验室,只有天津中汽研、重庆中汽研、上海乐来、苏州电科院、南京容向等几家,并且带载的形式也有所不同,比如天津中汽研是按照CISPR25-2016中所推荐的改造暗室(e-chamber)的做法,而苏州电科院则是使用德国进口“blue box”设备进行电机带载试验。总之,目前而言电机带载EMC试验普及程度还非常低。
电肌控制器EMC设计的一些建仅
对于新能源汽车电机控制器,包括目前盛行的多合一控制器来说,EMC是一个令无数工程师头疼的事情。一方面,电机控制器功率密度比普通产品高,另一方面,产品内部结构复杂多样,集成了多种功能如DCDC、PDU、油气泵、主电机驱动的多合一控制器,这些器件在空间、走线上的小差异,最终都可能导致EMC测试结果差异巨大。要想真正做好产品EMC,不能永远依靠事后补救,要从源头出发,在设计端考虑以下几个方面可以解决大多数问题。
结构方面:关注内部高低压模块,各个功能模块,以及各部分输入输出的位置是否合理。如低压控制模块,是否与髙压模块(IGBT等)隔离且距离较远?辅控模块输入输岀及控制线的走线长度是否合理?DCDC模块低压控制信号线与其他模块高压走线是否出现并行?其次.调整结构使高压铜排(包括母线、三相)走线出线尽量短,减少耦合路径,减少高压回路面积。
滤波方面:在各个电源、通讯模块上处理可能的干扰源,不要将所有工作留到端口滤波,加大EMC整改难度:PCB方面:一块好的PCB可以解决一半的EMC问题
在PCB设计时,尽量把控好各个敏感器件如芯片、MOS、变压器等的布置,合理摆放,降低干扰信号对周边线路的耦合效应,并且远离接插件。其次走线尽(下转第53页)
测试与测量
4工业机器人电磁兼容标准修订建议
汽车辐射
2017年的CISPR/B/WG1会议中,中国代表提岀了“工科医机器人产品测试的CISPR11修订建议”的新议题,主要内容为增加相关的机器人术语定义;增加信号线、互连线传导发射和1GHz以上辐射发射的新限值表格;增加机器人运行状况和测试布置的更新要求;增加受试设备的负载状况内容;规定试验场地测量的特殊要求。
大量的工业机器人EMC实验室测试案例体现了当前机器人EMC标准并不完全适用,为提高工业机器人电磁兼容性能测试的准确性,结合现有标准存在的不足,对工业机器人电磁兼容标准提出以下建议:
1)增加不同端口的测试要求
增加示教器线、互连动力线测试,研究制定其测试方法、测试限值和测试等级。
2)制订大型工业机器人测试条件
大型工业机机器人应当依照制造厂商的推荐方式正确安装,在测量频段内,机器人设备应在最简单和具有重复性的配置状况下测量。
如果制造商要求有外部滤波和/或屏蔽装置或用户手册有规定的措施,那么本部分的测试应在加有规定的装置和措施下进行,并且具体的装置和措施应在报告中予以阐明。
为符合标准要求而必须采取的专门措施,如使用屏蔽电缆或专用线缆,应预先告知采购方或用户。
测量期间受试设备的配置和工作状态都应该记录在检验报告中,如果设备有许多类似的端口或一些端口有许多类似的连接,则应选择足够数量的端口和连接来模拟实际工作状态,以保证覆盖所有不同类型的终端。
3)制订工业机器人的性能判据
工业机器人的功能类别主要包括感知、操作、移动、认知和人机交互五大类,其中典型工业机器人运行过程中电磁兼容性的关键功能类别为操作和人机交互,即在不同电磁骚扰施加过程中,工业机器人仍能保持预期的操作功能。制造商应提供在EMC试验期间及试验结果中性能判据定义的功能说明,并且测试结果按性能判据记录在测试报告里。
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编辑:刘新霞
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量短,尽量减小板上各电源及信号的回路面积,对于敏感信号,一定要保证有完整地来提供信号回流,降低因阻抗不匹配引起的对外发射。
线束方面:屏蔽线缆对插端子必须与线缆屏蔽层360。环接,保证接地良好不形成天线效应。
这个新标准的发布很大程度上会加速完善和提高国内现有的电动汽车驱动部件的EMC测试水平。在EMC设计整改方面,难度也将会大大提高,给该领域EMC从业者带来更大的压力,但同时也带来一个更加明确的努力方向,把新能源汽车做得更好。
此外,关于新标准内容,笔者也尚有不少不解的地方,如“范围”中描述的HV电源系统,特指典型的全屏蔽系统,这个全屏蔽系统是默认产品高压部分屏蔽性能是100%?目前大部分整车厂采用的高压屏蔽线束,
屏蔽性能都不超过75%,这对电机带载之后三相输出产生的大电流环路的屏蔽效果与前者是不一样的,实际测试中也多次发现了类似情形。
很多类似上述尚未解决的问题.都迫切需要更多的带载测试验证以及同行们的关注讨论,来推动产业以及产品标准化的发展。
(罗辉生“EMC_EMI”)
2019年第3期安全与电磁兼容53