中圖分類號：U467.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.20104/j.cnki.1674-6546.20240408

Research on Testing Methods for Conducted Emission of AC Power Lines from On-Board Charger

FuGuoliang，Lan Xianping，Huang Yanqiong，Liu Guanghao （GACRamp;D Center，Guangzhou511434）

【Abstract】This paper investigates discrepancies between the conductedemission test results of the On-Board Charger （OBC）andthoseof thevehicle-level alternating currnt charging system.Starting fromthetesting mechanisms，the paper systematicallyanalyzes thecorelation betweentheOBC’s electromagnetic interferencecharacteristicsandthe vehicle-level testconditions.Throughcombined simulationand experimental validation，the paper proposes acomponent-levelconducted emissioninterferencecontrolscheme.Byensuringcomponent-levelelectromagneticcompatibilityperformance，thescheme enablespre-validationofvehicle-levelstandardrequirements，therebyprovidessupportfortheforwarddevelopmentof electromagnetic compatibility in new energy vehicles.

Key words：On-board charger，Conducted emisson，Vehicle electromagnetic environment. Testing methods

【引用格式】付國良，藍(lán)賢平，黃妍瓊，等.車載充電機(jī)交流傳導(dǎo)發(fā)射測試方法研究[J].汽車工程師，2025（7）：24-28. FUGL，LANXP，HUANG YQ，et al.Researchon Testing Methods forConducted EmissonofAC PowerLines from On-Board Charger[J].Automotive Engineer，2025（7）： 24-28.

1前言

導(dǎo)充電電磁兼容性要求和試驗(yàn)方法》進(jìn)一步建立了本土化的技術(shù)規(guī)范。

目前，新能源汽車普遍采用交流充電方式補(bǔ)能，其能量傳輸路徑為：電網(wǎng)交流電經(jīng)充電樁接入車輛交流接口后，由車載充電機(jī)（On-Board Charger，OBC）轉(zhuǎn)換為高壓直流電，為動力電池充電。值得注意的是，車載充電機(jī)內(nèi)部的大功率開關(guān)器件是整車的主要電磁干擾源，其產(chǎn)生的傳導(dǎo)電磁干擾可通過電源線傳導(dǎo)至電網(wǎng)。針對該問題，ECER1O《關(guān)于車輛電磁兼容性能認(rèn)證的統(tǒng)一規(guī)定》已明確整車及零部件通過交流電源線的射頻傳導(dǎo)發(fā)射測試方法。我國發(fā)布的GB/T40428—2021《電動汽車傳

針對整車交流傳導(dǎo)發(fā)射不滿足法規(guī)要求的問題，現(xiàn)有解決方案聚焦于故障后處理：張呈雨等通過干擾信號分析，采用充電槍屏蔽方案解決了整車充電傳導(dǎo)超標(biāo)問題，該方法雖對單一車型有效，但未從根本上解決噪聲源問題，更換非標(biāo)配充電槍時仍可能出現(xiàn)超標(biāo)風(fēng)險，同時，出口車型普遍取消隨車充電槍配置，導(dǎo)致方案適用性受限。相較而言，孫凱燚等通過定位車載充電機(jī)為干擾源，并采用Y電容頻段濾波技術(shù)實(shí)現(xiàn)源頭抑制，使車輛滿足跨機(jī)構(gòu)檢測一致性要求，然而，該方案缺乏正向開發(fā)角

度的系統(tǒng)性規(guī)避策略。

綜上，現(xiàn)有研究多側(cè)重于問題排查層面的解決方案，基于正向開發(fā)的電磁兼容性能設(shè)計方法尚未建立。本文從充電傳導(dǎo)測試原理出發(fā)，建立整車及車載充電機(jī)的傳導(dǎo)騷擾測試映射模型，分析整車和零部件測試存在的差異，通過建立仿真模型進(jìn)行仿真和實(shí)測數(shù)據(jù)對比，驗(yàn)證分析結(jié)果并提出零部件級傳導(dǎo)騷擾測試優(yōu)化方案，以期從正向開發(fā)角度解決車輛交流傳導(dǎo)測試超標(biāo)問題。

2 傳導(dǎo)發(fā)射測試

2.1車載充電機(jī)交流傳導(dǎo)發(fā)射測試

車載充電機(jī)交流傳導(dǎo)發(fā)射測試的試驗(yàn)限值應(yīng)按照ECER10中表14《沿AC電源線最大允許射頻傳導(dǎo)發(fā)射》和附件19《沿AC電源線射頻傳導(dǎo)發(fā)射》規(guī)定的試驗(yàn)方法進(jìn)行，要求使用CISPR16-1-2：2014中4.3節(jié)所描述的 50μH/50Ω 人工電源網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)應(yīng)直接安裝在試驗(yàn)桌的金屬平面上，測量端口應(yīng)端接一個 50Ω 負(fù)載。車載充電機(jī)交流傳導(dǎo)發(fā)射限值要求如表1所示，布置要求如圖1所示。

2.2整車交流充電傳導(dǎo)發(fā)射測試

整車交流充電傳導(dǎo)發(fā)射測試應(yīng)按照ECER10中表7《沿AC電源線最大允許射頻傳導(dǎo)發(fā)射》和附件13《車輛AC電源線射頻傳導(dǎo)發(fā)射》規(guī)定的試驗(yàn)方法進(jìn)行。整車交流充電傳導(dǎo)發(fā)射限值見表1，布置要求如圖2所示。

整車和車載充電機(jī)交流傳導(dǎo)發(fā)射測試的自的都是限制產(chǎn)品交流傳導(dǎo)發(fā)射對電網(wǎng)的影響，故測試限值一致。根據(jù)GB/T27930—2015《電動汽車非車載傳導(dǎo)式充電機(jī)與電池管理系統(tǒng)之間的通信協(xié)議》和國家標(biāo)準(zhǔn)中交流充電車樁握手參考電路（見圖3）的要求，實(shí)際整車測試時，充電口的火線（L線）接口和零線（N線）接口直連車載充電機(jī)的交流接口。

考慮到測試的頻段為 0.15～30MHz ，測試使用的線束均為車載充電機(jī)的L線和N線，因此，對于同一車載充電機(jī)，整車的交流充電傳導(dǎo)發(fā)射測試結(jié)果應(yīng)與零部件的交流傳導(dǎo)發(fā)射測試結(jié)果基本一致，但實(shí)際測試中二者存在很大差異。

3交流充電傳導(dǎo)發(fā)射分析

3.1 測試結(jié)果對比

本文以廣汽某款純電動車型及其所搭載充電機(jī)的交流傳導(dǎo)發(fā)射測試為研究對象，對交流傳導(dǎo)測試情況進(jìn)行對比分析。

車載充電機(jī)測試的布置情況和測試結(jié)果如圖4所示，整車測試的布置情況和測試結(jié)果如圖5所示。可見，車載充電機(jī)與整車測試結(jié)果的傳導(dǎo)騷擾曲線非常相似，均存在 100kHz 倍頻尖峰，但是整車測試結(jié)果相較于車載充電機(jī)測試結(jié)果在高頻段整體存在5＼～10dB的上升。

3.2 噪聲路徑分析

同一車載充電機(jī)在整車和零部件測試時的噪聲源均為車載充電機(jī)自身，接收設(shè)備均針對L線和N線的噪聲進(jìn)行測試。電磁兼容性能的影響因素主要包括噪聲源、噪聲路徑、接收設(shè)備，因此，造成差異的原因?yàn)樵肼暵窂讲灰恢?。為分析測試時的噪聲路徑，根據(jù)實(shí)際測試布置情況建立如圖6所示的整車測試模型。

由圖6可知，車載充電機(jī)發(fā)出的傳導(dǎo)發(fā)射噪聲電流通過L線和N線，由人工電源網(wǎng)絡(luò)測量。一部分噪聲電流通過地線（PE線）返回車載充電機(jī)，另一部分高頻噪聲電流通過車輛和實(shí)驗(yàn)室接地平面的寄生電容回到車載充電機(jī)。因此，測試結(jié)果受兩個因素影響，即車載充電機(jī)產(chǎn)生的噪聲電流和噪聲電流回路的阻抗。

車載充電機(jī)的交流充電傳導(dǎo)發(fā)射測試模型如圖7所示，由圖7可知，車載充電機(jī)發(fā)出的傳導(dǎo)發(fā)射噪聲電流通過L線和N線，由交流人工電源網(wǎng)絡(luò)測量。大部分共模噪聲電流通過試驗(yàn)桌經(jīng)由人工電源網(wǎng)絡(luò)返回車載充電機(jī)，小部分共模噪聲電流通過其他路徑返回源端，包括L線和N線與車載充電機(jī)其他線束之間的耦合、高壓（HV）線束以及車載充電機(jī)和試驗(yàn)桌的寄生電容。因此，車載充電機(jī)交流傳導(dǎo)發(fā)射的測試結(jié)果主要受噪聲電流和噪聲電流回路的阻抗影響。

通過以上分析可知，造成整車測試和零部件測試結(jié)果差異的根本原因在于噪聲電流的路徑阻抗不同。整車測試時，車載充電機(jī)的接地通過PE線與人工電源網(wǎng)絡(luò)的接地端口相連接，零部件測試時，車載充電機(jī)的接地點(diǎn)直接通過試驗(yàn)桌與人工電源網(wǎng)絡(luò)接地端口相連接，從而導(dǎo)致了噪聲電流回流路徑的阻抗差異。

4仿真分析

為驗(yàn)證上述分析的準(zhǔn)確性及相關(guān)參數(shù)對交流充電傳導(dǎo)發(fā)射測試結(jié)果的影響，根據(jù)整車和零部件的測試模型建立如圖8所示的仿真模型。仿真中，噪聲源設(shè)置為車載充電機(jī)交流充電傳導(dǎo)發(fā)射測試的噪聲電流，線束模型、寄生參數(shù)等其他參數(shù)通過實(shí)際測試獲得。

零部件和整車測試的仿真結(jié)果如圖9所示，由圖9可知：

a.在低頻段（ lt;1MHz ），線束電感的影響不明顯，所以零部件測試與整車測試的結(jié)果差別很小，與實(shí)際測試結(jié)果相符；

b.在中高頻段，受整車和實(shí)驗(yàn)室接地平面寄生電容影響，相較于零部件測試結(jié)果，傳導(dǎo)騷擾整車測試結(jié)果平均高約5dB，仿真結(jié)果與實(shí)測結(jié)果基本一致。

5 測試方法研究

零部件所處的電磁環(huán)境是車輛內(nèi)部電磁環(huán)境，整車所處的電磁環(huán)境是道路電磁環(huán)境。零部件電磁兼容性（Electromagnetic Compatibility，EMC）測試的自的是評估其在整車電磁環(huán)境下的EMC性能，包括能否正常工作，以及不發(fā)生功能喪失或性能降級，且不產(chǎn)生影響其他部件正常工作的電磁噪聲[8]。因此，整車和零部件EMC測試的限值一般不同。車載充電機(jī)在整車交流充電傳導(dǎo)發(fā)射測試時為相對獨(dú)立的部件，可以認(rèn)為整車測試結(jié)果取決于零部件的測試結(jié)果，所以沒有為車載充電機(jī)設(shè)定獨(dú)立的交流傳導(dǎo)發(fā)射限值，而是與整車保持一致。

為了更加準(zhǔn)確地評估車載充電機(jī)在整車電磁環(huán)境下的EMC性能，結(jié)合前文的分析，可以從優(yōu)化測試布置和優(yōu)化測試限值兩個方面優(yōu)化車載充電機(jī)的交流充電傳導(dǎo)發(fā)射測試。

根據(jù)整車測試時的布置環(huán)境和仿真分析結(jié)果，提出以下布置要求：

a.被測件應(yīng)放置在非導(dǎo)電、低相對介電常數(shù)材料上，距試驗(yàn)桌平板上方 50mm±5mm 的位置；b.被測件接地點(diǎn)通過編織接地帶與試驗(yàn)桌平板相連；c.交流人工電源網(wǎng)絡(luò)應(yīng)放置在實(shí)驗(yàn)室接地平面，接地點(diǎn)通過實(shí)車PE線與試驗(yàn)桌平板相連；

d.其余要求參照ECER10。

根據(jù)以上要求，車載充電機(jī)交流傳導(dǎo)發(fā)射測試的布置情況如圖10所示。

根據(jù)實(shí)測對比和仿真分析結(jié)果，如果不采用圖10給出的優(yōu)化布置方案，也可以通過整車及零部件測試及仿真積累經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)整車與零部件測試數(shù)據(jù)之間的差值范圍，對零部件試驗(yàn)提出相關(guān)限值要求，如表2所示。

按照優(yōu)化后的布置要求，采用第3節(jié)的方法進(jìn)行仿真，結(jié)果如圖11所示，車載充電機(jī)測試結(jié)果與整車測試結(jié)果具有更好的符合性，更能代表車載充電機(jī)在整車端的EMC性能。

6 結(jié)束語

針對整車與零部件傳導(dǎo)發(fā)射測試場景存在差異導(dǎo)致零部件測試合格而整車測試超標(biāo)的問題，本文通過對比分析車載充電機(jī)交流傳導(dǎo)發(fā)射測試與整車交流充電傳導(dǎo)發(fā)射測試的布置參數(shù)差異（包括接地方式、線束布局等關(guān)鍵變量），建立了測試場景的映射模型?；谠撃Ｐ停Y(jié)合多物理場仿真與實(shí)車驗(yàn)證數(shù)據(jù)，提出面向車載充電機(jī)測試的修正布置方案，實(shí)現(xiàn)零部件測試合格即整車測試達(dá)標(biāo)的技術(shù)目標(biāo)。

為此，建議在項(xiàng)目開發(fā)前期明確車載充電機(jī)測試布置要求和限值要求，以保證整車測試順利通過法規(guī)要求。

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