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摘 要:为进一步提升电动汽车抗干扰能力,实现电动汽车各个系统组件的有效兼容,有效增强电动汽车运行的稳定性与安全性。文章以电磁兼容性为研究对象,从多个层面出发,探讨电动汽车电磁兼容方案,有效抑制电磁干扰。
关键词:电动汽车;电磁兼容;电磁抑制;抑制措施
前言
电动汽车与常规燃油动力汽车不同,其在行驶过程中,需要交流异步电机、逆变器以及车载电子设备的共同参与,为驾车者提供更为舒适的体验。电子元器件在运行环节,产生严重的电磁干扰,对电动汽行驶的安全性产生不利影响。
1.电动汽车动力系统分析
对电动汽车动力系统的全面梳理以及科学分析,引导汽车生产厂商和相关技术人员从整体上,明确电动汽车动力系统的构成,梳理电磁干扰产生机理,进而为后续电磁干扰的排除以及电子元器件兼容性的提升提供了方向性引导。
电动汽车在动力系统规划设计环节,对传统燃油动力汽车的离合器、变速器进行优化,通过设置减速器以及交流异步电机等方式,形成电力驱动系统的构建,以期满足正常的驾乘需求。电动汽车动力系统除了进行上述驱动系统调整之外,为增强交流异步电机的动力管控能力,动力系统还需要进行各类电机控制器、电池管理系统、监控标定终端、传感器、动力控制器以及仪表板等相关配套组件的设置,实现对电动汽车动力的合理控制,实现电动汽车的合理有效运行。这种动力系统设置方式,固然提升了电动汽车动力效能,但是使用过多的电子组件,一旦没有采取必要的措施进行电磁干扰处理,势必影响电动汽车动力系统运行的流畅性,甚至在电磁干扰的影响下,电动汽车相关组件极易出现失灵的情况,引发安全事故。
2.电动汽车电磁干扰问题概述
电动汽车电磁干扰形式的系统梳理,明确差模干扰、共模干扰、辐射干扰等相关电磁干扰问题的具体表现,旨在电磁兼容方案设置的针对性,形成科学高效的电磁干扰抑制体系,从而有效提升电磁兼容性。
对于电磁干扰的来源以及干扰方式的分析是解决电动汽车电磁干扰,提升电磁兼容的重要方式。以某电动汽车为例,其动力系统使用30kW异步电动机,作为主要驱动装置,在异步电动机运行过程中,母线供电电压为48V,电动汽车生产厂商在驱动系统设置环节,基于抑制电磁干扰的目的,使用常规性的防干扰措施,但是电动汽车运行实际情况来看,电动汽车CAN总线会出现丢帧的情况,这种情况的出现,充分说明电动汽车的逆变器受到电磁干扰,无法正常运行,电动汽车各项机能难以有效發挥。作为电磁干扰的主要类型,差模干扰主要发生在电动汽车动力系统的母线之中,在母线、电池以及逆变器之间形成一定回路。动力汽车的电流通过母线回流到电池之中,同时电动汽车电机在电压作用下,电机内部的定子线圈会产生电压尖峰,在母线内产生电磁干扰,其传播方式如图1所示:
共模干扰电源主要经过汽车电动系统的相线、寄生电容之间的回路,产生电磁干扰。共模干扰主要经由电动汽车底盘,经过回路,流向定电机定子线圈,并在电机定子线圈内形成电压尖峰,电压回流底盘,形成电磁干扰。从相关研究机构公布的数据来看,电动汽车在运行过程中,驱动系统中使用的逆变器、电机以及汽车底盘的辐射强度较大,形成电磁干扰[1]。通过对整个电动汽车电磁类型、作用机理以及发生部位的全面梳理,有助于电动汽车生产厂商以及技术人员,在思维层面形成一个完整的认知,进而为后续电磁兼容方案的制定以及执行提供了方向性引导。
3.电动汽车电磁兼容方案
电动汽车电磁兼容方案的设置优化涉及到多个方面的内容,为强化电磁兼容水平,充分抑制电磁干扰。电子汽车企业生产厂商以及技术人员,以科学性原则、实用性原则为先导,在对电动汽车动力系统进行全面梳理的基础上,掌握电磁干扰的主要类型,以此为契机,创新电动汽车电磁兼容方案。
3.1电动汽车差模干扰与辐射干扰的衰减
电动汽车在电磁兼容性提升过程中,以科学性、实用性原则为先导,扎实进行差模干扰以及辐射干扰的衰减。在这一思路的指导下,技术人员着眼于差模干扰以及辐射干扰的产生机理,制定针对性的衰减策略,提升电磁兼容性。例如通过多层印刷功率电路板技术,有针对性地进行电动汽车逆变器干扰的衰减。从过往研究成果来看,电动汽车差模干扰的频率大致处于10MHz到20MHz之间,而多层印刷功率电路板技术通过自身具有的三明治结构,通过合理的结构设置,做好母线的科学排布,将电动汽车耦合电容、介质厚度进行控制,从而确保差模干扰以及电磁辐射的高效吸收,确保了电动汽车的电磁兼容性。
3.2π型滤波电路的构建
电动汽车在增强电磁兼容性的过程中,技术人员除了采取多层印刷功率电路板技术之外,还可以在现有技术框架下,进行π型滤波电路的构建,通过电感线圈以及电容的并联谐振,有序调整技术方案,从而科学高效地优化电动汽车电路抗干扰能力。同时考虑到现阶段电动汽车电机线圈内置电阻较小,通过π型滤波电路的优化配置,借助于低电阻的特点,有效控制电动机噪音,避免电动汽车发生电磁异变情况的发生。
3.3优化电动汽车电阻匹配机制
电动汽车电磁兼容过程中,技术人员可以灵活调整技术思路,合理配置电阻,以电阻配置为切入点,有效提升电动汽车的电磁抗干扰能力。具体操作环节,根据电动汽车的运行实际,在动力系统布线过程中,对电阻的节数、分布位置进行调控,实现电动汽车各类干扰的有效控制。
结语
电动汽车在运行过程中,为保证汽车运行的安全性与稳定性,防范事故风险。文章以电磁兼容作为研究核心,以电动汽车动力系统作为研究对象,明确动力系统的特点,同时梳理电磁干扰的类型,在相关技术框架下,创新技术手段,抑制电磁干扰,不断提升电动汽车电磁兼容性。
参考文献:
[1]张嘉禾,许响林.电动汽车电磁兼容生产一致性问题分析[J].客车技术与研究,2017(10):49-50.
关键词:电动汽车;电磁兼容;电磁抑制;抑制措施
前言
电动汽车与常规燃油动力汽车不同,其在行驶过程中,需要交流异步电机、逆变器以及车载电子设备的共同参与,为驾车者提供更为舒适的体验。电子元器件在运行环节,产生严重的电磁干扰,对电动汽行驶的安全性产生不利影响。
1.电动汽车动力系统分析
对电动汽车动力系统的全面梳理以及科学分析,引导汽车生产厂商和相关技术人员从整体上,明确电动汽车动力系统的构成,梳理电磁干扰产生机理,进而为后续电磁干扰的排除以及电子元器件兼容性的提升提供了方向性引导。
电动汽车在动力系统规划设计环节,对传统燃油动力汽车的离合器、变速器进行优化,通过设置减速器以及交流异步电机等方式,形成电力驱动系统的构建,以期满足正常的驾乘需求。电动汽车动力系统除了进行上述驱动系统调整之外,为增强交流异步电机的动力管控能力,动力系统还需要进行各类电机控制器、电池管理系统、监控标定终端、传感器、动力控制器以及仪表板等相关配套组件的设置,实现对电动汽车动力的合理控制,实现电动汽车的合理有效运行。这种动力系统设置方式,固然提升了电动汽车动力效能,但是使用过多的电子组件,一旦没有采取必要的措施进行电磁干扰处理,势必影响电动汽车动力系统运行的流畅性,甚至在电磁干扰的影响下,电动汽车相关组件极易出现失灵的情况,引发安全事故。
2.电动汽车电磁干扰问题概述
电动汽车电磁干扰形式的系统梳理,明确差模干扰、共模干扰、辐射干扰等相关电磁干扰问题的具体表现,旨在电磁兼容方案设置的针对性,形成科学高效的电磁干扰抑制体系,从而有效提升电磁兼容性。
对于电磁干扰的来源以及干扰方式的分析是解决电动汽车电磁干扰,提升电磁兼容的重要方式。以某电动汽车为例,其动力系统使用30kW异步电动机,作为主要驱动装置,在异步电动机运行过程中,母线供电电压为48V,电动汽车生产厂商在驱动系统设置环节,基于抑制电磁干扰的目的,使用常规性的防干扰措施,但是电动汽车运行实际情况来看,电动汽车CAN总线会出现丢帧的情况,这种情况的出现,充分说明电动汽车的逆变器受到电磁干扰,无法正常运行,电动汽车各项机能难以有效發挥。作为电磁干扰的主要类型,差模干扰主要发生在电动汽车动力系统的母线之中,在母线、电池以及逆变器之间形成一定回路。动力汽车的电流通过母线回流到电池之中,同时电动汽车电机在电压作用下,电机内部的定子线圈会产生电压尖峰,在母线内产生电磁干扰,其传播方式如图1所示:
共模干扰电源主要经过汽车电动系统的相线、寄生电容之间的回路,产生电磁干扰。共模干扰主要经由电动汽车底盘,经过回路,流向定电机定子线圈,并在电机定子线圈内形成电压尖峰,电压回流底盘,形成电磁干扰。从相关研究机构公布的数据来看,电动汽车在运行过程中,驱动系统中使用的逆变器、电机以及汽车底盘的辐射强度较大,形成电磁干扰[1]。通过对整个电动汽车电磁类型、作用机理以及发生部位的全面梳理,有助于电动汽车生产厂商以及技术人员,在思维层面形成一个完整的认知,进而为后续电磁兼容方案的制定以及执行提供了方向性引导。
3.电动汽车电磁兼容方案
电动汽车电磁兼容方案的设置优化涉及到多个方面的内容,为强化电磁兼容水平,充分抑制电磁干扰。电子汽车企业生产厂商以及技术人员,以科学性原则、实用性原则为先导,在对电动汽车动力系统进行全面梳理的基础上,掌握电磁干扰的主要类型,以此为契机,创新电动汽车电磁兼容方案。
3.1电动汽车差模干扰与辐射干扰的衰减
电动汽车在电磁兼容性提升过程中,以科学性、实用性原则为先导,扎实进行差模干扰以及辐射干扰的衰减。在这一思路的指导下,技术人员着眼于差模干扰以及辐射干扰的产生机理,制定针对性的衰减策略,提升电磁兼容性。例如通过多层印刷功率电路板技术,有针对性地进行电动汽车逆变器干扰的衰减。从过往研究成果来看,电动汽车差模干扰的频率大致处于10MHz到20MHz之间,而多层印刷功率电路板技术通过自身具有的三明治结构,通过合理的结构设置,做好母线的科学排布,将电动汽车耦合电容、介质厚度进行控制,从而确保差模干扰以及电磁辐射的高效吸收,确保了电动汽车的电磁兼容性。
3.2π型滤波电路的构建
电动汽车在增强电磁兼容性的过程中,技术人员除了采取多层印刷功率电路板技术之外,还可以在现有技术框架下,进行π型滤波电路的构建,通过电感线圈以及电容的并联谐振,有序调整技术方案,从而科学高效地优化电动汽车电路抗干扰能力。同时考虑到现阶段电动汽车电机线圈内置电阻较小,通过π型滤波电路的优化配置,借助于低电阻的特点,有效控制电动机噪音,避免电动汽车发生电磁异变情况的发生。
3.3优化电动汽车电阻匹配机制
电动汽车电磁兼容过程中,技术人员可以灵活调整技术思路,合理配置电阻,以电阻配置为切入点,有效提升电动汽车的电磁抗干扰能力。具体操作环节,根据电动汽车的运行实际,在动力系统布线过程中,对电阻的节数、分布位置进行调控,实现电动汽车各类干扰的有效控制。
结语
电动汽车在运行过程中,为保证汽车运行的安全性与稳定性,防范事故风险。文章以电磁兼容作为研究核心,以电动汽车动力系统作为研究对象,明确动力系统的特点,同时梳理电磁干扰的类型,在相关技术框架下,创新技术手段,抑制电磁干扰,不断提升电动汽车电磁兼容性。
参考文献:
[1]张嘉禾,许响林.电动汽车电磁兼容生产一致性问题分析[J].客车技术与研究,2017(10):49-50.