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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:2024-10-19 08:09
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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(fā)布,是國際上汽車行業(yè)整車磁場發(fā)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(fā)射試驗提供了依據(jù),填補了整車150?kHz~30MHz頻率范圍內(nèi)磁場騷擾相關(guān)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(shù)差異,主要體現(xiàn)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(fā)布,是國際上汽車行業(yè)整車磁場發(fā)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(fā)射試驗提供了依據(jù),填補了整車150?kHz~30MHz頻率范圍內(nèi)磁場騷擾相關(guān)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(shù)差異,主要體現(xiàn)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(fā)射強騷擾能量,保護無線電業(yè)務(wù)。完全消除這些騷擾既不經(jīng)濟也不現(xiàn)實,因此需要提出合理的騷擾限值。CISPR36:2020規(guī)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(guī)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(jù)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(guī)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??紤]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(shè)置接收機。


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(2)測量天線頻率在150kHz~30MHz范圍內(nèi),推薦使用60cm靜電屏蔽環(huán)天線,環(huán)天線性能應滿足CISPR16-1-4:2019的要求。
(3)測量場地為環(huán)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(yōu)點在于:穩(wěn)定的電特性、全天候試驗、可控制的電磁環(huán)境、測量重復性更好。
3 測量天線位置

         CISPR36:2020和GB/T18387-2017中的環(huán)天線布置相同,如圖2所示。環(huán)天線的中心離地面高度為(1.3±0.05)m,測量距離為環(huán)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(cè)天線位置對應車身前、后軸之間的中線)所在的垂直面內(nèi)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(huán)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(huán)天線中心位于車身縱軸上;車輛左側(cè)和右側(cè)位置,環(huán)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(tài),所有和動力系統(tǒng)一起自動接通的電氣設(shè)備,都應盡可能處在典型的正常工作狀態(tài),電驅(qū)動系統(tǒng)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(qū)動;配備輔助內(nèi)燃機的電動汽車或混合動力汽車應在內(nèi)燃機不工作的情況下進行試驗。如果無法實現(xiàn),則車輛應在電動機和內(nèi)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(xiàn)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(xiàn)驅(qū)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(jié)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(shè)置,電氣設(shè)備不用開啟。預掃描過程中,以40km/h的穩(wěn)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(huán)天線的徑向和橫向兩個極化方向進行測試。經(jīng)過重復測試后,確定*大發(fā)射面,*終在*大發(fā)射面上分別以16km/h和70km/h的穩(wěn)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(qū)別在于測試步驟,CISPR36:2020不再區(qū)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(tài)的測試結(jié)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(tài)、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(tài)下測試,分為預掃和終測,測試使用峰值限值,終測結(jié)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(tài)(空載,40km/h)的磁場發(fā)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(tài)(加載,70km/h)的磁場發(fā)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(fā)射掃描曲線的趨勢一致;再結(jié)合表4、表5磁場發(fā)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??;中頻段CISPR36:2020和GB/T18387-2017限值的裕量接近;高頻段依據(jù)GB/T18387-2017的測試結(jié)果的裕量明顯比依據(jù)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??偟膩碚f,CISPR36:2020在150kHz~30MHz的限值要求相對均衡。
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6 結(jié)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(shù)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(yōu)化技術(shù)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(zhì)提升。

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