新能源汽车用电机及其控制器电磁兼容性测试方法探讨

    随着经济社会的发展，传统能源形势日益紧张。在人们能源需求日益高涨的背景下，积极开发新能源就成为了社会各界的共识。新能源汽车就是新能源开发的典型例子，新能源汽车与传统汽车相比，一个最大的特点就是动力系统的不同。动力系统是汽车的核心，是汽车节省能源的关键。

    新能源汽车动力系统中核心设备是用电机以及控制器。用电机和控制器的性能直接影响着新能源汽车的整体性能。传统能源日益紧张，新型能源方兴未艾。加强对新型能源汽车用电机以及控制器的电磁兼容性测试有助于保证新能源汽车的质量，提升新能源汽车的性能。

    1 新能源汽车动力系统兼容性测试的原因

    当前我国新能源汽车动力系统主要采用的是驱动电机系统，这种系统与传统的内燃机系统相比优势很大。当前我国新能源汽车动力系统尚处于研究阶段，并没有普及。在平常工作中新能源汽车动力系统由于电流在极短时间内的跳动以及大功率半导体开关的快速移动会发出强烈的辐射以及电磁干扰。例如缘栅双极型晶体管的开通和关断，虽然只有几十纳秒，可是就是在这几十纳秒中可以产生强烈的电磁干扰。动力系统电磁干扰会严重影响到新能源汽车的性能，对新能源汽车用电系统造成严重影响。因而为了减小电磁干扰，我们就必须要加强电磁兼容性测试。

    当前我国新能源汽车兼容性测试技术还不是很成熟，与其他国家相比还有很大差距。我国新能源汽车动力系统兼容性测试大部分采用的是传统的内燃机驱动系统和弱电系统标准来进行测试的。我国目前还没有完整科学的新能源动力系统兼容性测试标准。这是值得我们反思的地方。

    2 动力系统电磁兼容性测试的内容

    针对新能源汽车动力系统电磁兼容性测试主要指的是两个方面的措施：一是骚扰测试；二是抗扰测试。实现科学测试，就必须要精确把握这两方面测试含义，要严格按照国家的相关规范来进行测试。

    2.1骚扰测试骚扰测试主要指的是对在一定距离范围内的人员保护能力的测试。

    当前骚扰测试采用的标准是GB14023-2006。该标准与原来的标准相比，虽然内容有所扩充，适应了新能源汽车的某几项要求，可是在该标准说到底是内燃机式的标准。

    采用这种标准无法科学地进行测试。该标准对被测对象的运行状态主要是通过千米每小时来进行计算的，相反新能源汽车是按照转每分钟来进行测量的。两者的计算标准就有着明显区别。此外布置方式的不同也是导致兼容性测试失效的主要原因。在对动力系统单独测量同装在新能源汽车上的动力系统的测试是有明显不同。两者的布置方式有显着不同。这就会使得兼容性测试没有实际意义。

    2.2抗扰测试抗扰测试主要指的是对机动车的电子器组件抗电磁辐射能力的测试。

    当前我我国抗扰测试的参考标准是GB/T17619-1998。该标准明确规定了抗扰限值和测试方法。由于驱动电机系统电磁兼容性测试环境与传统车型兼容性测试的环境大致相同，因而采用GB/T17619-1998来进行参考也是可行的。

    3 新能源动力系统电磁兼容性测试的可行性方案

    了解了动力系统兼容性测试的主要内容之后，笔者就来探讨新能源动力系统用电机及控制器电磁兼容性测试的可行性方案。我们针对驱动电机系统兼容性测试主要是要考虑两方面的因素：一是要明确测试对象；二是要科学布置驱动机电系统和对运行状况进行有效监督。

    我们对新能源汽车用电系统用电机电磁兼容性测试的主要对象就是驱动电机整体。传统的测试方法是把用电系统各个主要的元件以及逆变器分开来，进行独立测试，这种分层测试方法测试效果不佳，测试成本较高。因而我们要采用整体测量的方法来对驱动电机系统进行兼容性测试。

    科学布置驱动驱动电机系统。驱动机电系统的布置方式对测试效果具有重要影响。在测试过程中慎重选择布置方式是保证测量效果正确的关键。当前我国相关标准中并没有专门明确规定布置方式或者是虽然有些规定，但是这些规定不能适应驱动电机系统的测试。因而我们在布置驱动电机系统的时候主要参考模拟实验的布置方式来进行选择。

    在系统兼容性测试过程中一般需要对驱动电机系统进行加载。对驱动机电系统进行加载，可以有效提高发射水平。笔者曾专门就此做过实验，笔者会同专业人士制作了一辆专门用于测试的台车。在这辆台车中主要是通过底盘测功机来对驱动电机系统进行加载。

    在采用这种方式加载后，通过观察实验数据，笔者发现发射水平有了很大提高，与平均水平相比多了50个dB。系统加载是提升驱动机电系统性能的关键。在测量过程中要利用条件来为系统加载。在看到系统加载的好处的同时也要意识到当前我国新能源汽车系统加载过程中还有许多限制因素。最为典型的因素有两条：一是要实现系统加载需要专门设置半电波暗室，此时测试成本就会很高；二是当前我国系统加载技术还不成熟，还不能适应复杂的形势。我们在对驱动电机系统进行兼容性测试的时候，必须要充分考虑以上两个因素。要在既定条件下实现兼容性测试的最优化。

    4 兼容性测试标准

    在了解了新能源汽车用电系统测量的可行性方案之后，还要精确把握各项测试标准。掌握这些兼容性测试标准对于科学测试具有重要意义。我们对于兼容性测试的参考标准的选择主要是从以下几个方面来进行考察的：

    一是从辐射发射的角度来进行考察。当前针对辐射角度的参考标准主要是GB18655-2002和GB/T18655-2002。这两个标准主要是用于对新能源车内接收装置进行测量。这两种标准使用范围非常广。驱动电机系统能够适用于以上两种标准，那么车内各装置就能取得较好的性能。例如笔者通过对一款新型的新能源轿车的驱动电机系统进行了专业的从辐射发射的角度进行了考察，经过考察发现该车负荷GB18655-2002标准，但是在辐射防护的性能方面还有待提高。

    二是辐射抗扰度。针对辐射抗扰度的测量，我们主要是采用GB/T17619-1998标准来进行测试。我们之所以要采用这种标准来进行测试主要原因是该测量标准已经明确规定了抗扰限值和测量方法。对于测量频率范围也有明确规定。该标准不是专门用来测量新能源动力系统用电机电磁兼容性的，但是由于电磁辐射环境与该标准的辐射环境相差不大，因而我们采取此种标准进行测试。

    三是传导抗扰度。针对传导抗扰度的测试主要是依据ISO7637-3-2007和ISO7637-2-2004D等标准来进行测试。这些标准明确规定了车辆24V电源线瞬态传导抗扰的测试方法。按照此项标准的规定，传导抗扰度有八种脉冲形式，这八种脉冲形式分别为1、2a、3a、3b、2b、4、5a、5b，其中前四种形式可以用来进行兼容性测试。

    随着我国传统能源形势的日益紧张，加快新能源的开发成为了社会各界的共识。当前我国新能源汽车的开发和应用有效地缓解了能源紧张的形势。但是由于新能源本身动力系统在正常运行过程中会发出强烈的电磁辐射，此时对用电机及控制器电磁兼容性测试就显得非常重要。

    本文详细分析了兼容性测试的原因、主要内容、测试方案和参考标准。笔者认为做好兼容性测试关键在创新可行性方案。<