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    電動汽車30MHz以下磁場輻射騷擾標準解析與驗證

    日期:2021-10-02 01:15
    瀏覽次數:168
    摘要: 電動汽車的電磁騷擾情況非常復雜,頻率范圍覆蓋廣泛,傳播路徑多樣,開展電動汽車的電磁騷擾測試方法研究勢在必行。CISPR36:2020已于2020年7月發布,是國際上汽車行業整車磁場發射試驗急需的標準,它為電動汽車和混合動力車輛的磁場輻射發射試驗提供了依據,填補了整車150?kHz~30MHz頻率范圍內磁場騷擾相關國際標準的空白。但CISPR36:2020和GB/T18387-2017中的磁場輻射騷擾測試方法具有一定的技術差異,主要體現在限值以及對應的檢波器、車輛運行條件和測試方法等方面。為比較兩個標準限值的嚴格程度,本文使用同一典型電動汽車,...
            電動汽車的電磁騷擾情況非常復雜,頻率范圍覆蓋廣泛,傳播路徑多樣,開展電動汽車的電磁騷擾測試方法研究勢在必行。CISPR36:2020已于2020年7月發布,是國際上汽車行業整車磁場發射試驗急需的標準,它為電動汽車和混合動力車輛的磁場輻射發射試驗提供了依據,填補了整車150?kHz~30MHz頻率范圍內磁場騷擾相關國際標準的空白。但CISPR36:2020和GB/T18387-2017中的磁場輻射騷擾測試方法具有一定的技術差異,主要體現在限值以及對應的檢波器、車輛運行條件和測試方法等方面。為比較兩個標準限值的嚴格程度,本文使用同一典型電動汽車,分別按照CISPR36:2020和GB/T18387-2017進行了驗證試驗。
    1 試驗限值

          騷擾測量的目的是限制騷擾源發射強騷擾能量,保護無線電業務。完全消除這些騷擾既不經濟也不現實,因此需要提出合理的騷擾限值。CISPR36:2020規定的磁場限值見表1,使用的是準峰值檢波器,目的是和30MHz以上的輻射騷擾要求保持一致;GB/T18387-2017規定的磁場限值見表2,該標準的限值和美國SAE的要求一致,使用的是峰值檢波器。兩者的限值比較曲線如圖1。


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          根據峰值檢波器和準峰值檢波器的測量特性,從圖1可以明顯看出,9.124MHz開始,國際標準的準峰值限值比國標的峰值限值還高,因此,CISPR36:2020的限值比GB/T18387-2017更為寬松。


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    2 試驗條件
       CISPR36:2020規定的試驗條件與GB/T18387-2017基本相同,GB/T18387-2017要求如下:

    (1)接收機應滿足GB/T6113.101-2016[7]的要求,其本底噪聲至少低于限值6dB。考慮到測量接收機帶寬的選擇直接影響脈沖測量值,應按照表3來設置接收機。


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    (2)測量天線頻率在150kHz~30MHz范圍內,推薦使用60cm靜電屏蔽環天線,環天線性能應滿足CISPR16-1-4:2019的要求。
    (3)測量場地為環境磁場低于限值6dB以上的戶外試驗場地(OTS),也可使用裝有吸波材料的屏蔽室(ALSE)和開闊試驗場(OATS)。本文采用屏蔽室ALSE,其優點在于:穩定的電特性、全天候試驗、可控制的電磁環境、測量重復性更好。
    3 測量天線位置

             CISPR36:2020和GB/T18387-2017中的環天線布置相同,如圖2所示。環天線的中心離地面高度為(1.3±0.05)m,測量距離為環天線中心與車輛的*近部分的連線在測量軸(車輛前后天線位置對應車身的縱向軸線,車輛左右兩側天線位置對應車身前、后軸之間的中線)所在的垂直面內的水平投影長度,為(3±0.05)m。需要將天線擺放在四個位置進行測量,每個位置應分別測量環天線的兩個極化方向(橫向、徑向),測量時天線的四個位置如圖2:車前和車后位置,環天線中心位于車身縱軸上;車輛左側和右側位置,環天線中心位于車身橫軸上。


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    4 試驗方法
          (1)CISPR36:2020磁場測量測量過程中,車輛處于空載狀態,所有和動力系統一起自動接通的電氣設備,都應盡可能處在典型的正常工作狀態,電驅動系統應處于正常工作溫度;電動汽車或混合動力汽車應置于測功機或非導電軸架上,且僅由電動機驅動;配備輔助內燃機的電動汽車或混合動力汽車應在內燃機不工作的情況下進行試驗。如果無法實現,則車輛應在電動機和內燃機共同工作的情況下進行試驗;應使電動汽車或混合動力汽車以(40±20%)km/h速度運行。如果*高車速低于40km/h,則以*大車速運行。若無法實現上述條件(例如在公共汽車、卡車、兩輪和三輪車輛的情況下),則可以斷開傳動軸、皮帶或鏈條以實現驅動的相同運行條件。在車輛的前、后、左、右四個面和天線的兩種極化方式下分別進行測試;為了節省測試時間,測量時,采用峰值掃描,準峰值確認。
         (2)GB/T18387-2017磁場測量測量過程中道路負荷按照車輛滿載情況設置,電氣設備不用開啟。預掃描過程中,以40km/h的穩定車速運行,對車輛的四個面分別進行測量,并且每個面都要對環天線的徑向和橫向兩個極化方向進行測試。經過重復測試后,確定*大發射面,*終在*大發射面上分別以16km/h和70km/h的穩定車速進行測試。如果*高車速低于40km/h,則以*大車速運行。測量時,采用峰值掃描。
        (3)磁場測量方法的對比CISPR36:2020和GB/T18387-2017針對磁場測試的*大區別在于測試步驟,CISPR36:2020不再區分預掃和終測,車輛的四個面和天線的兩個極化方式分別進行測試,使用的是準峰值限值,所有狀態的測試結果均低于限值才合格;另外是測試工況,CISPR36:2020采用的是空載狀態、恒速40km/h,與CISPR12:2009的工況保持一致,而GB/T18387-2017要求在加載狀態下測試,分為預掃和終測,測試使用峰值限值,終測結果低于限值即合格。
    5 實車驗證

           采用典型的純電動乘用車實車,按照CISPR36:2020的要求進行了驗證試驗,實際測試布置如圖3,其中以CISPR36:2020中的一種狀態(空載,40km/h)的磁場發射的峰值掃描曲線如圖4,準峰值終測值見表4。使用同一車輛,按照GB/T18387-2017中高速狀態(加載,70km/h)的磁場發射測試的峰值掃描曲線如圖5,騷擾高點的峰值見表5。


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           從圖4、圖5看,兩條磁場發射掃描曲線的趨勢一致;再結合表4、表5磁場發射終測值的裕量來看,在150kHz~30MHz測試的低頻段,CISPR36:2020限值的裕量稍小;中頻段CISPR36:2020和GB/T18387-2017限值的裕量接近;高頻段依據GB/T18387-2017的測試結果的裕量明顯比依據CISPR36:2020的裕量小,這在一定程度上說明CISPR36:2020的要求較GB/T183872017有所放松。總的來說,CISPR36:2020在150kHz~30MHz的限值要求相對均衡。
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    6 結語
            深入研究電動汽車的磁場騷擾測試方法,提出國際標準測試的注意事項。著眼于電磁兼容技術在電動汽車上的工程應用,為電動汽車電磁輻射騷擾的測試及優化技術提供參考,有助于降低電動汽車的磁場輻射騷擾,全   面提升新能源汽車的電磁兼容性能,促進自主品牌車輛的品質提升。

    粵公網安備 44190002002243號

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