石油等戰(zhàn)略能源稀缺等問(wèn)題，而目前各國(guó)對(duì)于處理這些普遍性問(wèn)題達(dá)成共識(shí)是科學(xué)合理的運(yùn)用和開(kāi)發(fā)新能源。其中，新能源汽車(chē)就是全球各國(guó)重點(diǎn)關(guān)注的發(fā)展目標(biāo)之一。不少?lài)?guó)家與汽車(chē)廠家都開(kāi)始轉(zhuǎn)向新能源汽車(chē)的發(fā)展方向。那么新能源汽車(chē)的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電磁兼容性，對(duì)新能源汽車(chē)的影響是什么？
一、電磁兼容性的重要性
新能源汽車(chē)與傳統(tǒng)汽車(chē)區(qū)別主要存在兩個(gè)方面：一方面是使用的能量來(lái)源，另外就是它的動(dòng)力系統(tǒng)。傳統(tǒng)內(nèi)燃汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)來(lái)源大多由石油等產(chǎn)品提煉的而成的，在使用過(guò)程中，內(nèi)燃機(jī)燃燒燃料會(huì)產(chǎn)生污染物，會(huì)對(duì)資源及環(huán)境造成**影響；但是新能源汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)源來(lái)自電能，電能可由其他形式的可再生能源轉(zhuǎn)化而來(lái)，比如水電、氫能等。
這些能源無(wú)污染、可再生。在動(dòng)力系統(tǒng)方面，傳統(tǒng)汽車(chē)使用內(nèi)燃機(jī)和變速器作為動(dòng)力輸出單元，但有一個(gè)較大的缺陷，就是能量利用效率較低，能量轉(zhuǎn)化率一般不超過(guò)30%；而新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)化效率可以達(dá)到90%。由于新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)含有大量的高壓電氣設(shè)備，如驅(qū)動(dòng)電機(jī)、逆變器和驅(qū)動(dòng)電池等。
此外，新能源汽車(chē)還配有行車(chē)控制單元，電池管理系統(tǒng)等低壓設(shè)備，并且還需要電力電子器件進(jìn)行高壓與低壓的能量變換。另外隨著科技的不斷發(fā)展，新能源汽車(chē)內(nèi)部電子化程度日益增高，而車(chē)內(nèi)的空間是有限的，在有限的空間環(huán)境下安置許多的電力電子裝置，導(dǎo)致新能源汽車(chē)內(nèi)部環(huán)境的電磁環(huán)境變得越來(lái)越復(fù)雜。
在這種情況下，新能源汽車(chē)與其環(huán)境中存在的電子設(shè)備之間存在互相干擾，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)車(chē)輛自身設(shè)備的自擾、互擾，以及與通信射頻設(shè)備形成電磁環(huán)境不兼容等問(wèn)題，這對(duì)新能源汽車(chē)的正常運(yùn)行造成嚴(yán)重影響。目前也發(fā)生過(guò)幾起關(guān)于新能源汽車(chē)的**事故的事件。
如某款新能源汽車(chē)在圖像識(shí)別時(shí)出現(xiàn)故障，其緊急制動(dòng)功能出現(xiàn)失靈，還有經(jīng)過(guò)通信發(fā)射臺(tái)時(shí)，車(chē)內(nèi)的通信設(shè)備出現(xiàn)短暫不工作狀態(tài)，這些事件出現(xiàn)的原因很可能與電磁兼容問(wèn)題有關(guān)?！峨姽ばg(shù)語(yǔ)電磁兼容》對(duì)電磁兼容的定義為：設(shè)備或系統(tǒng)在電磁環(huán)境中能夠正常工作且不會(huì)對(duì)該環(huán)境中其它事物構(gòu)成不能承受的電磁騷擾的能力。
新能源汽車(chē)的電磁兼容問(wèn)題即為車(chē)載各種用電設(shè)備對(duì)外發(fā)出的電磁干擾都不會(huì)對(duì)車(chē)內(nèi)的其他設(shè)備正常工作產(chǎn)生干擾。并且要求所有車(chē)內(nèi)用電設(shè)備都可以經(jīng)受一定程度的干擾，不會(huì)因?yàn)橥饨缬辛烁蓴_就不能正常工作。所有的汽車(chē)設(shè)備能夠“和平共處”，能夠正常運(yùn)行，不受影響。
新能源汽車(chē)電磁兼容的三要素為電磁騷擾源、耦合路徑和敏感設(shè)備，常見(jiàn)的解決汽車(chē)電磁兼容問(wèn)題的措施有控制騷擾源的發(fā)射、阻斷傳播路徑、提高敏感設(shè)備的抗干擾性能等其他方面。新能源汽車(chē)廠商想要所生產(chǎn)的汽車(chē)上市出售必須通過(guò)這些特定的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)。
而且強(qiáng)制要求新能源汽車(chē)零部件和整車(chē)產(chǎn)品必須在符合試驗(yàn)測(cè)量規(guī)范的情況下滿(mǎn)足國(guó)家所要求的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)。電磁兼容性是電子設(shè)備產(chǎn)品的檢驗(yàn)合格線，一旦汽車(chē)產(chǎn)品的電磁兼容性經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)后不滿(mǎn)足對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)要求，那么對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品則視為不合格產(chǎn)品，不能進(jìn)行上市出售，必須經(jīng)過(guò)整改之后再次檢驗(yàn)符合要求才可以上市。
新能源汽車(chē)優(yōu)良的電磁兼容性能取決于其設(shè)計(jì)是否優(yōu)良，在新能源汽車(chē)設(shè)計(jì)初期做好電磁兼容預(yù)測(cè)是保障汽車(chē)電磁兼容性能合格的基礎(chǔ)，通過(guò)在初期對(duì)新能源汽車(chē)可能存在的電磁干擾進(jìn)行預(yù)測(cè)分析，從而及時(shí)采取防護(hù)措施進(jìn)而避免高額的防護(hù)費(fèi)用，同時(shí)也規(guī)避了等整車(chē)出廠過(guò)后才發(fā)現(xiàn)其電磁兼容性能不合格造成的影響。
二、電磁兼容理論基礎(chǔ)
新能源汽車(chē)電氣電子設(shè)備的電磁環(huán)境具有錯(cuò)綜復(fù)雜的特點(diǎn)，會(huì)受到不同程度的電磁騷擾的影響。根據(jù)其電磁騷擾產(chǎn)生的來(lái)源，可以劃分為下列幾種：汽車(chē)車(chē)外電磁騷擾是指為車(chē)輛在運(yùn)行途中遭受的由各種外部因素所導(dǎo)致的電磁騷擾。這些電磁騷擾只有在特定的條件下才會(huì)發(fā)生，也就是附近存在其他的電子設(shè)備。
如無(wú)線通信基站、高壓輸電線等，亦或是自然界的電磁噪聲如雷電、沉積靜電等，它們會(huì)對(duì)距離較近的車(chē)輛產(chǎn)生電磁騷擾。汽車(chē)車(chē)內(nèi)電磁騷擾是指汽車(chē)的各種電氣設(shè)備在工作時(shí)產(chǎn)生的電磁騷擾，這些設(shè)備包含驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、高壓電池管理系統(tǒng)等。這些騷擾輕則影響設(shè)備的性能，重則影響設(shè)備正常工作甚至汽車(chē)的行駛**。
新能源汽車(chē)電磁騷擾的傳輸耦合途徑包括兩個(gè)：其中一個(gè)是傳導(dǎo)發(fā)射，電磁騷擾噪聲通過(guò)高低壓線束和金屬連接體進(jìn)行傳播；另外一個(gè)是輻射傳播，電磁騷擾噪聲在空間以電磁感應(yīng)和電磁輻射兩種方式進(jìn)行傳播。因此，電磁騷擾耦合途徑可分為傳導(dǎo)耦合和輻射耦合。
傳導(dǎo)耦合。新能源汽車(chē)車(chē)輛線束眾多，因此線纜是傳導(dǎo)耦合的重要載體，通常是系統(tǒng)中*長(zhǎng)的部分，甚至可以等效為天線接收和發(fā)射電磁噪聲。因?yàn)榧僭O(shè)電纜比波長(zhǎng)短，電路間的耦合可以用導(dǎo)體間的集總電容和電感來(lái)表示，然后可以用普通的網(wǎng)絡(luò)理論來(lái)分析電路。傳導(dǎo)耦合可分為公共阻抗耦合、感性耦合和容性耦合。
公共阻抗耦合新能源汽車(chē)車(chē)內(nèi)多個(gè)電子電氣部件使用同一個(gè)車(chē)載低壓電源或者高壓動(dòng)力電池進(jìn)行供電，電源的內(nèi)阻抗及它們所共用的電源線阻抗就成為這些部件的公共阻抗。多個(gè)部件使用同一條地線接地，則地線的阻抗也會(huì)成為這些部件的公共阻抗。一般而言，常見(jiàn)的傳導(dǎo)耦合是公共性耦合，其中至少存在兩個(gè)互相耦合的電路。
感性耦合線纜線束特別是高低壓線束之間通常存在電感性耦合，交流電在發(fā)射電路上會(huì)形成一個(gè)變化的磁場(chǎng)，而交變磁場(chǎng)會(huì)在受擾電路中形成感應(yīng)電壓。容性耦合線纜線束之間、線束與金屬車(chē)體之間和不同空間安裝的控制器金屬箱之間，通常存在容性耦合。為減小容性耦合電壓，可以考慮從導(dǎo)線的電容、導(dǎo)線對(duì)地電容和受擾線的阻抗三個(gè)方向來(lái)著手。
輻射耦合。電場(chǎng)和磁場(chǎng)的結(jié)合，稱(chēng)之為電磁耦合或者輻射。對(duì)于近場(chǎng)分析，我們通?？紤]電場(chǎng)和磁場(chǎng)，而對(duì)于遠(yuǎn)場(chǎng)分析，我們考慮電磁場(chǎng)情況。當(dāng)敏感部分處于電磁遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)域時(shí)，電磁騷擾在空間介質(zhì)中以電磁波這種方式傳播，耦合到敏感部分的，這種傳輸方式稱(chēng)為輻射耦合。
三、電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
新能源汽車(chē)?yán)锔邏弘姵亟M的在運(yùn)行過(guò)程中充當(dāng)動(dòng)力源，電池管理系統(tǒng)是依照汽車(chē)的行駛狀態(tài)和工況來(lái)控制電池的輸出電壓，從而保證汽車(chē)能夠正常**運(yùn)行。三相逆變橋的作用是將高壓電池組里面的直流電轉(zhuǎn)變成為交流電，保證驅(qū)動(dòng)電機(jī)能夠正常運(yùn)行。直流線纜的線纜用來(lái)連接逆變器和高壓電池組的，三相交流線纜屬于動(dòng)力線纜。
當(dāng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行工作時(shí)，會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)電壓大電流，所以三相交流線纜一般使用帶屏蔽層的線纜，這樣不僅能夠保證系統(tǒng)能夠正常工作而且還可以減少線纜產(chǎn)生的電磁騷擾。因?yàn)橛来磐诫姍C(jī)功率因素高、允許過(guò)載電流大、可靠性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，新能源汽車(chē)廠商普遍傾向選擇永磁同步電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力電機(jī)。
其作用是將電能變換成機(jī)械能，是新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。
電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的逆變器、電機(jī)等其他設(shè)備均利用導(dǎo)線進(jìn)行傳輸能量和信號(hào)，由天線理論可知當(dāng)信號(hào)的傳輸頻率越大時(shí)，其導(dǎo)線的天線效應(yīng)愈加明顯，因此，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的輻射問(wèn)題可以看作由導(dǎo)線的電磁輻射引起的。
因此，可以把線天線看作是由許多個(gè)單元偶極子組成的，當(dāng)需要求解導(dǎo)線在空間產(chǎn)生的電磁場(chǎng)分布特性時(shí)，一旦知曉了導(dǎo)線的電流分布特性再利用單元電偶極子法即可求出導(dǎo)線在空間的電磁場(chǎng)分布。
四、信號(hào)線纜接地
新能源汽車(chē)含有大量的電氣電子設(shè)備，各種強(qiáng)電系統(tǒng)與弱電系統(tǒng)共存，在車(chē)輛狹小空間中，存在著高壓動(dòng)力電池、驅(qū)動(dòng)電機(jī)等強(qiáng)電磁騷擾源，電池管理系統(tǒng)、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向、**氣囊以及各種傳感器等弱電類(lèi)敏感設(shè)備。在這個(gè)條件下，要實(shí)現(xiàn)各車(chē)載系統(tǒng)或設(shè)備間的電磁兼容，達(dá)到各個(gè)系統(tǒng)協(xié)調(diào)運(yùn)行。
同時(shí)有不會(huì)出現(xiàn)互相干擾，這對(duì)電磁干擾的控制和抑制設(shè)計(jì)、車(chē)載電氣設(shè)備的布置和布線都提出了很大的挑戰(zhàn)。尤其車(chē)底布線空間有限，高低壓線纜相鄰較近，如何合理布線，避免線纜間的干擾是關(guān)系到車(chē)輛電磁兼容性的重要事項(xiàng)。屏蔽線纜是指在絕緣線的外層，另加一層金屬膜，也就是屏蔽層。
屏蔽線纜的屏蔽層一般是由其它非磁性材料制成，如銅、鋁等，且厚度極薄，在線纜工作頻率較低時(shí)可能遠(yuǎn)小于工作頻率上的金屬材料的趨膚深度。因此，屏蔽層的屏蔽效應(yīng)，主要不在于金屬體對(duì)電、磁場(chǎng)反射、吸收、分流而產(chǎn)生的，而是由于屏蔽層的接地產(chǎn)生的，接地的形式將直接影響其屏蔽效果。
大多線纜電路模型或傳輸線模型均有一個(gè)前提，敏感線纜的近端和遠(yuǎn)端負(fù)載均接地，以接地平面作為回流層。但是，對(duì)于新能源電動(dòng)汽車(chē)而言，存在大量傳感器以及與之相連的線纜，由于很多傳感器由于結(jié)構(gòu)原因或?yàn)楸苊廛?chē)體地環(huán)路電流的影響，傳感器負(fù)載并不接地。
