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        某PHEV車型EMC試驗方法、超標分析與解決

        2022-03-01 06:11:16許永紅章國光潘奕然吳肇蘇
        汽車電器 2022年2期
        關鍵詞:電場磁場線圈

        許永紅,章國光,潘奕然,吳肇蘇

        (東風汽車公司技術中心,湖北 武漢 430058)

        1 引言

        隨著新能源汽車的快速發(fā)展,汽車電子電器的部件越來越多,汽車EMC問題日益突出。在純電動汽車和混合動力汽車中均有高壓部件,其在工作運行中會產(chǎn)生強大的電磁波,電磁輻射會干擾車輛上CAN通信的正常運行,直接關系到車輛的安全性能。

        本文針對東風某PHEV車型EMC摸底試驗時超標的問題,對混合動力車型電磁兼容試驗方法、問題定位、整改措施制定等進行分析及討論。

        2 EMC試驗標準及試驗方法

        2.1 國內(nèi)汽車整車EMC標準

        EMC試驗由電磁騷擾EMI(Electromagnetic Interference)和電磁敏感性EMS(Electromagnetic Susceptibility)兩部分組成。EMI是不對該環(huán)境中任何事物構成不能承受的電磁干擾信號,即設備或系統(tǒng)的干擾水平必須保持在合理的水平;EMS是設備或系統(tǒng)在一定電磁環(huán)境中能正常工作,即設備或系統(tǒng)需要具備一定的抗干擾能力。

        目前我們國內(nèi)汽車整車公告法規(guī)涉及的EMC標準主要有兩個標準,都具備EMI和EMS方面的試驗:GB 34660—2017規(guī)定了M類、N類、L類車輛及其電子部件的電磁發(fā)射限值、抗擾性能和試驗方法;GB/T 18387—2017規(guī)定了EV、 (P)HEV、FCV等類型電動車輛電場、磁場輻射發(fā)射強度的限值和試驗方法。對新能源車輛,需同時滿足GB 34660—2017、GB/T 18387—2017的要求,試驗方法見表1。

        表1 新能源車輛EMC試驗方法

        2.2 EMC試驗前準備事項

        試驗前需按表2點檢車輛狀態(tài),避免因接觸不良等非零部件固有特性問題,造成試驗結果的錯誤。

        表2 車輛狀態(tài)點檢表

        2.3 試驗結果

        GB 34660—2017通過;GB/T 18387—2017在車輛在70km/h的電場和磁場Y方向出現(xiàn)了超標問題,結果如下。

        1)GB/T 18387—2017 70km/h 電場,在28.296MHz時,超標3.6dB,試驗結果如圖1所示。

        圖1 GB/T 18387—2017 70km/h 電場試驗結果

        2)GB/T 18387—2017 70km/h 磁場Y方向, 在27.600MHz時,超標3.8dB,試驗結果如圖2所示。

        圖2 GB/T 18387—2017 70km/h 磁場Y向試驗結果

        3 問題分析

        3.1 某PHEV車型結構及工作模式簡介

        東風某插電式SUV搭載了HP2多?;靹酉到y(tǒng),驅動系統(tǒng)結構如圖3所示,整車電氣連接方案如圖4所示。在行車過程中,根據(jù)SOC、加速踏板深度和車速的變化,車輛在不同的行駛模式間進行切換,可以實現(xiàn)包含純電動驅動、串聯(lián)驅動、并聯(lián)驅動、純發(fā)動機驅動等多種運行模式。東風某PHEV車型代表運行模式及部件工作狀態(tài)見表3。

        表3 代表運行模式及部件工作狀態(tài)

        圖3 HP2多?;靹酉到y(tǒng)

        圖4 東風某插電式SUV電氣連接方案

        3.2 不同模式下的EMC測試

        GB/T 18387—2017要求測試時被測試車輛電驅動系統(tǒng)處于驅動模式,未對發(fā)動機、發(fā)電機、動力電池等部件的工作狀態(tài)進行約定。首輪試驗時采用了自由狀態(tài)控制策略,由車輛自行按車輛控制策略運行。

        對標準GB/T 18387—2017要求的運行工況 (低速16km/h、高速70km/h),東風插電式SUV有多種行車模式可以滿足,因此需對各個模式下的EMC狀態(tài)進行測試,才能找出具體EMC超標零部件。

        因電、磁場均存在超標問題,先對電場超標問題進行分析定位,找到超標零部件,整改完成后,再對磁場Y方向進行驗證,若滿足國標要求,則問題定位完成,若磁場方向依然不滿足國標要求,再單獨對磁場Y向進行試驗。

        各工況下電場試驗結果見表4。

        表4 各工況電場測試結果

        3.3 問題分析

        從上述試驗結果來看:①純電驅動時,裕量較大,說明電池、驅動電機和電機控制器為非超標零部件。②當有發(fā)動機參與運行時,裕量會大幅減小,且僅當發(fā)動機和發(fā)電機同時運行時,才會出現(xiàn)超標問題。而發(fā)動機會帶來電磁干擾問題的僅有發(fā)動機火線圈零部件。

        為分析哪個部件對車輛影響較大,分別用銅箔包覆發(fā)動機點火線圈和發(fā)電機系統(tǒng)后,再次進行測試。

        通過幾組數(shù)據(jù)對比,發(fā)電機系統(tǒng)是否增加措施對于EMC的影響不大,而發(fā)動機對于EMC的影響較為明顯。結果見表5。

        表5 發(fā)電機系統(tǒng)與點火線圈分別包覆的電場對比結果

        4 整改措施及驗證

        由于包覆銅箔后,改善效果明顯,因此判斷主要干擾源為發(fā)動機點火線圈,需要對其作出屏蔽。有兩種方法可以達到屏蔽效果:一是在發(fā)動機線束上增加點火線圈搭鐵點,結果見表6及圖5;二是更換具有屏蔽層的點火線圈,結果見表7。

        兩種方案均能通過EMC試驗測試,原超標部分改善效果明顯,EMC超標問題定位準確,整改措施有效。但考慮到第2種方案成本較高,因此選用第1種方案。

        表6 點火線圈增加搭鐵點

        圖5 點火線圈搭鐵后70km/h磁場Y向結果

        表7 點火線圈增加屏蔽層

        5 總結

        本文通過介紹相關標準法規(guī)及EMC的測試試驗方法,對東風某混合動力車型EMC超標問題進行分析,提出的PHEV的具體的測試工況及試驗方法,可以成功定位引起EMC超標的零部件,并制定相關整改措施。該測試工況及試驗方法,為PHEV車型開發(fā)提供了有力支持。

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