摘 要：本文針對新能源汽車電驅(qū)動系統(tǒng)EMC存在的傳導(dǎo)干擾、輻射干擾與整車電磁兼容問題進(jìn)行詳細(xì)分析，圍繞采用電磁干擾抑制技術(shù)、實行電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)評價、搭建電磁兼容技術(shù)服務(wù)平臺三個層面，探討了關(guān)于新能源汽車電磁干擾問題的具體解決方案，以期為電驅(qū)動系統(tǒng)性能優(yōu)化與新能源汽車安全運(yùn)行提供參考價值。

關(guān)鍵詞：新能源汽車;電驅(qū)動系統(tǒng);電磁兼容;干擾抑制

0 引言

電驅(qū)動系統(tǒng)是由驅(qū)動電機(jī)控制器、發(fā)電機(jī)控制器、高低壓電源變換器等裝置組成的電力電子裝置系統(tǒng)，利用IGBT、MOSFET等半導(dǎo)體功率器件基于PWM實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換，在此過程中極易產(chǎn)生電磁干擾，影響到無線電接收裝置及各項系統(tǒng)設(shè)備的正常運(yùn)行，因此需采取有效措施改進(jìn)EMC問題，維護(hù)車輛及人員的安全。

1 電驅(qū)動系統(tǒng)EMC問題分析

1.1 傳導(dǎo)干擾

通常高壓電纜線束可能以感性耦合或容性耦合的形式對連接的低壓敏感設(shè)備產(chǎn)生干擾，經(jīng)由低壓電纜線束、電源線、控制線及信號線實現(xiàn)干擾傳遞。同時，在高、低壓電纜線束上產(chǎn)生的共模電流可能造成遠(yuǎn)場區(qū)的電磁輻射問題，加之機(jī)殼縫隙、連接電纜插接頭、接口等部位均有可能發(fā)生電磁泄漏現(xiàn)象，對汽車內(nèi)外的無線電等敏感裝置造成干擾[1]。

1.2 輻射干擾

在電驅(qū)動系統(tǒng)中，繞組分布電容將作用于電機(jī)，半導(dǎo)體器件的分布電容將作用于散熱器，由此在共模干擾路徑上產(chǎn)生共模電流，并朝向逆變器端流動，最終進(jìn)入直流電源輸入端口。與此同時，半導(dǎo)體器件的對地寄生參數(shù)與動力電纜線束在電流互感作用下將形成差模干擾路徑，致使干擾電流向逆變器方向流動，最終也將歸入直流電源輸入端口。在此情況下，干擾電流將直接作用于直流高壓母線上的高低壓電源變換器等設(shè)備，由此產(chǎn)生輻射發(fā)射問題，對系統(tǒng)安全性能構(gòu)成威脅，致使敏感設(shè)備受損。

1.3 整車電磁兼容問題

針對整車EMC干擾超標(biāo)問題進(jìn)行分析，其常見原因體現(xiàn)在以下兩個方面：其一是電機(jī)控制器中的開關(guān)器件、端口等產(chǎn)生電磁干擾;其二是線束屏蔽層失效問題，或線束長度、連接方向的設(shè)計不合理，由此造成輻射干擾。

2 關(guān)于新能源汽車電磁干擾問題的解決方案

2.1 采用電磁干擾抑制技術(shù)

為解決電驅(qū)動系統(tǒng)的電磁干擾問題是，可采取多種干擾抑制措施。

其一是減少干擾源的輻射發(fā)射強(qiáng)度，可針對半導(dǎo)體開關(guān)的功率控制回路進(jìn)行集成設(shè)計，減少振鈴、諧振，借此從源頭抑制干擾源的形成;針對PWM控制策略進(jìn)行優(yōu)化，減少PWM信號生成的諧波含量及高頻電磁噪音;將半導(dǎo)體開關(guān)器件的兩端并聯(lián)在電路中，并將其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，用于抑制電流、電壓隨時間產(chǎn)生的變化;還可以將EMI傳導(dǎo)路徑進(jìn)行切斷，采用無源EMI濾波器形成低阻抗通路，用于有效抑制多次諧波。

其二是克服傳導(dǎo)干擾問題，對此主要選用有源濾波器或無源濾波器等濾波裝置增設(shè)在功率變換控制器的直流、交流兩端口處，用于抑制電磁干擾。

其三是抑制輻射干擾問題，對此需針對位于較高電磁場強(qiáng)度范圍內(nèi)的敏感設(shè)備、電纜線束等做好接地處理，加強(qiáng)屏蔽設(shè)計，并綜合運(yùn)用濾波、對消方法實現(xiàn)對電磁干擾的抑制作用。

2.2 實行電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)評價

當(dāng)前我國新能源汽車行業(yè)已普遍執(zhí)行《電動車輛的電磁場發(fā)射強(qiáng)度的限值和測量方法》（GB/T 18387-2008）等標(biāo)準(zhǔn)，并將其作為市場準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)，執(zhí)行強(qiáng)制性檢驗。但尚未出臺關(guān)于整車輻射干擾、電磁兼容等問題的檢驗要求，因此要求整機(jī)廠聯(lián)合零部件供應(yīng)商面向新能源汽車共同確立電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)評價體系，針對電機(jī)、逆變器等高壓零部件的試驗方法、檢測標(biāo)準(zhǔn)作出明確規(guī)定，并且在電驅(qū)動系統(tǒng)裝車前完成電磁場輻射發(fā)射的試驗檢測、確定具體的限值要求。

具體來說，基于ISO26262標(biāo)準(zhǔn)將電磁兼容性作為評價新能源汽車性能與安全的重要指標(biāo)，將電驅(qū)動系統(tǒng)的工作環(huán)境納入檢測指標(biāo)中，明確安全裕度、電磁易損性等檢測標(biāo)準(zhǔn)，在現(xiàn)有實驗室穩(wěn)態(tài)測試的基礎(chǔ)上完善動態(tài)測試的基礎(chǔ)條件，收集車載線束的實際長度數(shù)據(jù)及其布局方式，并且將汽車行駛過程中涉及到的物理環(huán)境因素融入電波暗室測試中。與此同時，還應(yīng)將車輛牽引、制動、轉(zhuǎn)向等系統(tǒng)的EMC評估結(jié)果列為整車電磁兼容評價指標(biāo)，建立產(chǎn)品全生命周期EMC標(biāo)準(zhǔn)評價體系，引入三維仿真、建模等技術(shù)手段完善實驗平臺與技術(shù)支持，更好地實現(xiàn)對整車與不同設(shè)備模塊的EMI噪聲預(yù)測、干擾測試，為車輛電磁兼容安全性提供保障。

2.3 搭建電磁兼容技術(shù)服務(wù)平臺

當(dāng)前中國北方車輛研究所測試中心已面向新能源汽車建立電磁兼容技術(shù)服務(wù)平臺——EMC實驗室，聚焦產(chǎn)品全生命周期提供EMC預(yù)測試、干擾源排查與EMC性能評估等技術(shù)服務(wù)，并自動完成整車系統(tǒng)級整改方案的編制[2]。以某新能源汽車出現(xiàn)的整車EMC干擾超標(biāo)問題為例，經(jīng)實驗室檢測完成干擾因素分析的基礎(chǔ)上，面向具體問題進(jìn)行整改方案的編制，例如針對電機(jī)控制器進(jìn)行整改，采用濾波搭鐵電路連接方法，有效避免負(fù)載受高頻信號的干擾;針對輪速傳感器進(jìn)行整改，以干擾路徑作為整改的入手點，并針對線束選型進(jìn)行優(yōu)化，重新進(jìn)行輪速傳感器的布線，實行大電流線束與信號線的區(qū)分，借此有效克服電磁干擾問題，使測試結(jié)果符合限值要求。

3 結(jié)論

據(jù)國家統(tǒng)計局調(diào)查，2019年我國新能源汽車產(chǎn)量共計124.2萬輛，在汽車總產(chǎn)量中占比4.87%，近五年增速提高3.32%。在新能源汽車逐漸推廣的形勢下，對于車輛綜合性能提出更高要求，因此需建立產(chǎn)品全生命周期EMC標(biāo)準(zhǔn)評價體系，聚焦干擾抑制、實驗測試與技術(shù)服務(wù)等層面，全面提升系統(tǒng)電磁兼容性能。

參考文獻(xiàn)：

[1]丁榮軍，劉侃.新能源汽車電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)展望[J].中國工程科學(xué)，2019（03）：56-60.

[2]張紅波.輕量新能源汽車應(yīng)用開關(guān)磁阻電機(jī)系統(tǒng)匹配的研究[J].時代人物，2019（15）：157-158.

作者簡介：陳劍飛（1987-），男，江西宜春人，本科，中級工程師，研究方向：新能源汽車電驅(qū)動系統(tǒng)。