新能源产业的不断发展,促使电驱系统得到进一步的发展,结合国家新能源汽车重点科研专项情况看,电驱系统技术是新能源车辆的关键技术之一。
1、电驱系统是车辆动力系统的关键部件,其技术路线多样,从功能划分为发电机、驱动电机、48V辅助电机等;从集成程度划分为一体化动力总成、分离式系统、轮毂电机系统等;从功率模块形式划分为IGBT、MOSFET、单管、桥臂等。
2、无论是哪一种形式的电驱系统,其都将面临电磁兼容性问题,就电磁骚扰度而言,电机控制器的功率模块一般为高压系统,其开关工作产生的骚扰较强,是影响车辆电磁骚扰的主要来源;就电磁抗扰度而言,由于电驱系统故障将直接影响车辆行驶安全性,因此其电磁抗扰度的严酷等级往往是车辆要求的最高等级。从技术角度出发,电驱系统的电磁兼容性相比其他车载零部件更为突出,其本身控制电路的晶振、驱动电路的电源芯片、MOSFET、功率模块的IGBT是影响汽车EMI的典型部件,且由于其直接控制车辆行驶,其EMS特性要求也比较高;根据部件划分,电驱系统属于对车辆操控和控制起决定性作用,且失效后可能影响到车辆行驶安全的关键部件。
3、根据中汽中心电磁兼容室测试数据分析,电驱系统导致整车公告不合格的比例高达48%。由于电驱系统电磁兼容暂时没有公告等强制性检验,电驱系统电磁兼容以企业研发测试为主,目前国内针对电驱系统的电磁兼容研究多数停留在整改优化层面,部分企业逐步开始电驱系统电磁兼容正向开发的探索,但整体而言电驱系统电磁兼容性对实验室的依赖性比较强。
1)电驱系统电磁兼容标准现状
(1)国际标准概况国际上目前没有专门针对电驱系统的电磁兼容标准,而针对电磁兼容的CISPR25以及ECER10均提出了相关电驱系统电磁兼容测试的项目,其中:CISPR25第四版《车辆、船和内燃机无线电骚扰特性用于保护车载接收机的限值和测量方法》中第一次提出高压系统的相关测试方法,且标准中明确给出电驱台架测试的布置示例(参考CISPR25:2016图I.10);但目前CISPR25中关于电驱系统测试仅给出示例图,关于测试工况没有详细描述,且对测试布置的接地条件、工装形式等没有明确规定。CISPR25第五版已经发布,但其关于电驱系统的电磁兼容测试项目仍然没有大的变化。CISPR25仅是保护车载接收机的骚扰度测试项目,并无抗扰度测试。
(2)ECER10是欧盟提出来的关于车辆电磁兼容性能认证的统一规定,目前最新版为ECER10第七版,ECRR10的测试项目涵盖骚扰度、抗扰度、瞬态等,针对电驱系统参考ECER10中规定的DC供电零部件测试项目;另外电驱系统的电磁兼容性测试还有ISO7637、ISO11452、ISO10605等际准。
2)国内标准概况:相对国际标准,国内标准多数以转化为主,例如GB/T18655—2018依据CISPR25:2016进行转化并在频段上参考我国国情进行调整,除国际标准一致的项目外,关于电驱系统电磁兼容性有两个标准:GB/T18488和GB/T36282。
(1)GB/T18488《电动汽车用驱动电机系统》,其主要规定的是驱动电机的相关测试限值和方法,涵盖振动、环境、电磁兼容等多个测试项目,GB/T18488经历两次修订,第三次修订工作正在进行中,其中,GB/T18488.2—2001规定了电骚扰性应满足GB14023—2000中辐射骚扰的要求,电磁抗扰度应满足GB/T17619—1998中辐射抗扰度的要求;GB/T18488.2—2006针对电磁兼容性项目没有变化,仍然以GB14023和GB/T17619的方法为主;第二次标准修订版本为GB/T18488.2—2015,由于GB14023和GB/T17619仅规定了电磁兼容性相关的测试限值和方法,标准中没有明确电驱系统如何测试和布局,GB/T18488.2—2015针对电磁兼容性的要求为:电磁辐射骚扰试验和电磁辐射抗扰度试验应按照制造商或者用户提供的试验方法进行;GB/T18488已经启动第三次修订,目前EMC方法和限值正在讨论中。 (2)GB/T36282—2018是专门针对电驱系统电磁兼容限值和方法的标准。其针对骚扰度测试要求工况为:EUT应处于正常工作状态,转速为额定转速的50%,扭矩为额定扭矩的50%,机械输出负载达到持续功率25%,其中25%功率是反映电驱运转状态的车辆典型工况。GB/T36282—2018明确规定了测试工况、测试布置,是满足电驱系统电磁兼容测试的重要参考标准。
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