插電式混合動力汽車及電波暗室試驗接口技術(shù)探究

1、插電式混合動力汽車及電波暗室試驗接口技術(shù)探究 摘 要筆者結(jié)合實際工作經(jīng)驗，主要針對插電式混合動力汽車與電波暗室的試驗接口技術(shù)進行研究 關(guān)鍵詞插電式混合動力汽車 電波暗室 電磁兼容 試驗接口技術(shù) 中圖分類號：TD122.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X202107-0147-01 插電式混合動力的試驗端口較為復(fù)雜，強電/弱點、直流/交流、高壓/低壓并存，需要應(yīng)用多種電源匹配網(wǎng)絡(luò)和接口技術(shù)，才能有效地與試驗場地對接，進行試驗 對CISPR 25標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的5h/50人工電源網(wǎng)絡(luò)，CISPR 16-1-2規(guī)定的50h/50人工電源網(wǎng)絡(luò)，CISPR 22定義的通訊線阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)進行特性研

2、究。根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)CISPR 25第四版的要求，搭建充電狀態(tài)下的射頻騷擾測試系統(tǒng)。如圖1所示 為了解決大電流充電工況的實現(xiàn)問題，工程組將在現(xiàn)有10米法半電波暗室上裝載大功率電源濾波器，并研制符合高電壓/大電流試驗需求的接口裝置，實現(xiàn)受試車輛及其關(guān)鍵零部件與試驗系統(tǒng)的無擾連接 一、工程研究方案、內(nèi)容及技術(shù)路線 1.插電式混合動力汽車充電狀態(tài)下的射頻騷擾測量系統(tǒng)的建立 依托于原有的根底，在10米法半電波暗室內(nèi)進行插電式混合動力汽車的整車輻射試驗，考慮到插電式混合動力汽車的特性，改造暗室的供電系統(tǒng)，加裝高電壓/大電流的電源濾波器以保證電波暗室內(nèi)輻射測量的無擾進行。在改造完成之后，10米法半電波的歸一化

3、場第衰減仍舊符合CISPR16/CISPR12的要求，可以用于插電式混合 針對CISPR 12，插電式混合動力汽車的輻射發(fā)射試驗方法與傳統(tǒng)汽車的測試方法一致，因此只要按照CISPR 12的規(guī)定進行輻射發(fā)射試驗即可滿足插電式混合動力汽車的要求 針對CISPR 25，以車載電子設(shè)備作為保護對象，研究汽車內(nèi)部環(huán)境中的電磁干擾現(xiàn)象，搭建符合CISPR 25的輻射發(fā)射試驗系統(tǒng)，實現(xiàn)受試設(shè)備的無擾接入。而在實際試驗中，試驗的布置也與傳統(tǒng)汽車的試驗布置一致。系統(tǒng)滿足CISPR25的標(biāo)準(zhǔn)要求，背景噪聲平均值低于1V 對于充電過程中的插電式混合動力汽車，充電端口的傳導(dǎo)發(fā)射也是其電磁兼容性能指標(biāo)之一。其測試方法可

4、以參照圖1的方法進行，主要測量的是插電式混合動力汽車的充電模塊包含交流變直流模塊等的傳導(dǎo)性能指標(biāo) 2.插電式混合動力汽車充電狀態(tài)下的電源特性測量系統(tǒng)的建立 插電式混合動力汽車的充電端口與公共電網(wǎng)連接，這打破汽車電源系統(tǒng)封閉性，也改變了汽車作為EMC受試設(shè)備的技術(shù)特性。工程組深入研究IEC 61000系列標(biāo)準(zhǔn)的電快速脈沖群、電壓中斷/跌落、諧波閃爍燈試驗技術(shù)，對插電式混合動力汽車的充電端口開展試驗，得出其電磁兼容水平的試驗報告。并研制符合IEC61000系列標(biāo)準(zhǔn)的低頻人工電源網(wǎng)絡(luò)，在整流逆變電路的工作頻段內(nèi)對整車進行傳導(dǎo)騷擾試驗，掌握插電式混合動力汽車的傳導(dǎo)電磁發(fā)射水平，作為經(jīng)驗數(shù)據(jù)對其相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

5、進行制定和完善 3.插電式混合動力汽車在電磁兼容試驗中的工況研究 受試設(shè)備的工作狀態(tài)，對電磁兼容試驗的結(jié)果影響很大。因此，在對插電式混合動力汽車進行電磁兼容試驗時將在慢充、快充等狀態(tài)下開展試驗，尋找EMC試驗的典型工況和極限工況，分別獲得不同工作狀態(tài)下的試驗數(shù)據(jù)并進行比照分析，為未來的試驗實施和標(biāo)準(zhǔn)提供技術(shù)經(jīng)驗支撐 從電磁發(fā)射角度來講，插電式混合動力汽車剩余電量的多寡影響的是充電電流的大小，從而影響到的是充電器的工作情況。從模擬報告1中可以看到，這兩種情況下，插電式混合動力汽車的電磁發(fā)射還是有一定區(qū)別的。從輻射角度講，兩種情況的發(fā)射差異存在，但不明顯，左側(cè)和右側(cè)都不大于4dB。從傳導(dǎo)角度講，差

6、異較大，從模擬報告1中可以看出，主要差異集中在10MHz以上的局部，10MHz以下的頻段，兩種狀況下的發(fā)射值也都在3dB以下，但在10MHz以上的頻段內(nèi)，差異逐漸增大，增大至15dB20dB以上，表達(dá)出電流大小對充電器傳導(dǎo)發(fā)射的巨大影響。對于插電式混合動力汽車這一跨界產(chǎn)物來說，在工業(yè)產(chǎn)品電磁兼容領(lǐng)域也是值得生產(chǎn)廠商關(guān)注的一個新問題 4.插電式混合動力汽車內(nèi)部電磁兼容研究 汽車作為一個系統(tǒng)而言與外界會有電磁兼容題，同時，作為一個整體，其內(nèi)部也存在電磁兼容的問題，這也是車載電子零部件都需要經(jīng)過電磁兼容試驗的理由。既為了保證整車與外界的平衡，也為了保證車內(nèi)不會發(fā)生互擾導(dǎo)致車輛失控、實效等情況的發(fā)生

7、本工程的研究重點在車載部件間互擾方面： 4.1傳導(dǎo)方向 工程組根據(jù)插電式混合動力汽車的特點，發(fā)現(xiàn)根據(jù)ISO 7637-2：2004和ISO 16750-2：2021中對于拋負(fù)載脈沖的要求針對插電式混合動力汽車會與傳統(tǒng)汽車的測試方法有較大差異 拋負(fù)載脈沖根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，一般分為脈沖5a和脈沖5b兩種，脈沖5a是由拋負(fù)載發(fā)生器發(fā)生并施加在受試設(shè)備上，在插電式混合動力汽車上，由于存在高壓和低壓多種電壓的設(shè)備，因此對于脈沖5a的干擾等級會與傳統(tǒng)汽車有所差異，但原有拋負(fù)載發(fā)生器輸出脈沖等級時可調(diào)的，只要不超過上限，不會影響到試驗?zāi)芰?。脈沖5b是在脈沖5a的根底上，在脈沖輸出端加上一個限幅網(wǎng)絡(luò)，限幅網(wǎng)絡(luò)的

8、限幅電壓值一般是根據(jù)實車上限幅器來選取的，照以往的經(jīng)驗來說，大多數(shù)車型的限幅電壓為35V或者40V，而實驗室也根據(jù)這一現(xiàn)狀自制了兩款限幅網(wǎng)絡(luò)，滿足傳統(tǒng)汽車零部件的試驗要求。而對于插電式混合動力汽車的電子零部件，由于車載設(shè)備的電壓不同，且不同廠商車型的電壓也不同，導(dǎo)致了原有的網(wǎng)絡(luò)無法覆蓋插電式混合動力汽車電子零部件的試驗，而對于多種多樣的限幅電壓值，再自制多個限幅網(wǎng)絡(luò)也很不方便，因此工程組決定根據(jù)拋負(fù)載脈沖的原理、特性，對脈沖電路及波形進行仿真，并根據(jù)仿真結(jié)果研制一個多用途的限幅網(wǎng)絡(luò)，其限幅電壓可調(diào)，一舉替代原來根據(jù)試驗要求選取不同網(wǎng)絡(luò)的方式 工程組使用MATLAB軟件進行仿真，模擬拋負(fù)載脈沖發(fā)

9、生器的電路和脈沖限幅網(wǎng)絡(luò)的電路，并得到了輸出脈沖的波形，再研究了肖基特二極管等限壓設(shè)備的參數(shù)特性，研制了符合ISO標(biāo)準(zhǔn)的拋負(fù)載限幅網(wǎng)絡(luò)，并通過計量校準(zhǔn)，投入日常檢測使用 4.2輻射方向 目前，幾乎所有整車廠商的零部件輻射發(fā)射試驗都參照CISPR25來執(zhí)行，目前執(zhí)行的是第三版本的CISPR25，考慮到技術(shù)的開展，新能源汽車的增多，即將推出的CISPR25第四版本標(biāo)準(zhǔn)草案中已經(jīng)充分考慮到了高電壓、大電流等新能源汽車特性的試驗方法。在第四版的CISPR25草案中，給出了零部件輻射測試的場地校驗方法長線法。在以前版本的標(biāo)準(zhǔn)中，并未對此進行過要求，而對于走在汽車行業(yè)前沿的美國實驗室認(rèn)可協(xié)會A2LA，原先使用的方法是使用梳妝信號源作為發(fā)射源來進行比對，原理與民用產(chǎn)品的輻射發(fā)射校驗方法一致，只是針對測試方法的特殊性而進行了一定的方法修改。而目前新版本標(biāo)準(zhǔn)草案中的方法既然即將提出，也一定會取代老方法來做場地校驗的試驗方法。因此，工程組也具有前瞻性地緊跟標(biāo)準(zhǔn)開展的趨勢，投入精力來研究新老方法的差異，針對長線法的引入，對零部件輻射發(fā)射試驗的輻射源進行了仿真研究，并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)草案的要求，使用新方法進行場地校驗，并在2021年1月的