电动汽车用电机驱动系统的电磁兼容技术研究
被反射和吸收。在机箱的永久性接缝处采用焊接工艺密封;在机箱的非永久性接缝处加入实心导电橡胶条作为导电衬垫,从而有效保证了屏蔽的完整性。在动力线缆与信号线缆穿越机箱部分的屏蔽连续性设计也至关重要,可以采用带屏蔽的插头插座或在端接处使用动力线缆屏蔽压接装置[5-6],实现屏蔽层与机箱的360毅端接,以及采用滤波连接器设计,可以有效地抑制辐射耦合。图5和图6为相关措施的示意图。
图5屏蔽动力线缆插座
图6导电衬垫
2.3 提高系统的抗扰能力
(1)合理的整体布局。首先,将强电与弱电分开,避免彼此间的骚扰影响;其次,采取不同的电源分别供给数字信号和模拟信号,以确保彼此信号不会因为电源而彼此影响。
(2)控制器电源的抗扰设计。控制电源采用隔离的模块电源,不同电路隔离供电。控制电源EMC设计主要有如下措施:一是将电源输入输出线绞合并缩短与进线端的距离,在进线端增加共模扼流圈、维持电容、去耦电容以及滤波电容,如图4所示。二是缩短进线端与负载间的距离,增大导线面积,以减小连接电阻对负载调整率的影响。
(3)控制板抗扰性设计。淤采用光电隔离;于元器件的降额使用;盂选用集成度高的元器件;榆适当加入滤波和去耦电路,如每个集成电路安置一个0.01耀 0.1滋F的电容,并且使电容与芯片电源端和地线端之间的联线尽量短;虞数据线、地址线、控制线要尽量短,以减少对地电容;愚多层分区设计,控制电路板采用多层设计,可有效地降低电源线和地线的阻抗及有效减少电路的环路面积,本文将控制电路板分为4个区,包括电源区、模拟电路分区、数字电路分区以及隔离通讯电路分区。
3 实验结果
图7所示为系统测试配置框图。电机系统采用转速控制模式,模拟实车运行状态。其中,电机为永磁同步电机,峰值功率35kW,最高转速6000r/min。
图7系统测试框图
图8为该电机系统经过上述电磁兼容整改方案前后的辐射骚扰垂直极化测试结果,主要频点均降低了50dB以上。从图8(a)中可以看出,未加电磁兼容设计整改的超标严重;
而通过整改后,该电机系统通过了CISPR25:2008零部件的辐射发射Class3要求,如图8(b)所示。
(a)整改前
(b)整改后
图8辐射骚扰垂直极化测试结果
4 结束语
对于采用电力电子装置的电机驱动系统而言,电磁兼容与干扰抑制无疑是至关重要的。针对电动汽车的特殊性,本文采用骚扰源抑制、系统接地、电磁屏蔽、系统合理布局等措施有效提升了车用电机驱动系统的电磁兼容性能。通过一款纯电动汽车用电机驱动系统的应用以及国标所涉及各个项目的整改和测试,证明了本文方案的正确性和有效性。
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