新能源电机控制系统如何EMC带载测试

1.背景

新能源汽车与传统汽车，动力系统发生截然不同的改变，由新能源汽车的三电系统取代传统的燃油发动机系统。三电系统就是指动力锂电池系统、电驱系统、电控系统，其核心技术在于电池管理、电机驱动设计和电控管理。

2.什么是EVmotor电磁兼容暗室

EVmotor电磁兼容暗室与传统的汽车零部件暗室相比新增了测功机系统、电池模拟器系统和DUT（被测件）冷却/加热系统等。

测功机变频器电池模拟器控制系统驱动轴DUT端暗室冷却系统

3.驱动轴的电磁屏蔽设计

在CISpR25:2016版及我国国标即将公布的最新版GB18655中的辐射发射测试和传导发射测试测试，都同时新增新能源汽车的关键零部件『驱动电机』的带载测试，此带载测试需能分别实现驱动电机的驱动加载及发电加载等两种工况。且在标准中建议的加载方式为使用穿墙轴的测功机。此时，测功机的驱动轴设计将是一大难点与挑战。因为必须保证穿墙的驱动轴能满足标准的测试配置的距离要求、保证暗室仍有良好的屏蔽性能、保证安全的高转速高扭矩测试工况、保证驱动轴转动时不会积累静电荷、防止驱动轴的天线效应等致关重要的几点考虑。

3.1驱动电机的加载模式：N/T，T/N.

N/T模式：转速扭矩模式，测功机供应转速，电机供应扭矩。T/N模式：扭矩转速模式，电机供应转速，测功机供应扭矩。无论是N/T模式，还是T/N模式，测功机的限值监控显得相当重要，防止误操作导致测功机飞车。

4.高低压耦合测试

高低压耦合测试是CISpR25:2016版标准中新增了一项测试，它包括两种方法：S参数网络分析仪法和注入法，其中注入法包括传导电压发射法、传导电流发射、辐射发射法。

S参数网络分析仪法：DUT不上电，测试频率150KHz-108MHz

网络分析仪的使用参数：功率电平：0dBm（根据所需的动态范围，可能要更高的推荐值）；

最小平均值系数：8；

最小点数（对数扫描）：401；

最大IF带宽：1kHz。

HV注入LV接收

S参数法测试的关键点在于6和7a，7b的阻抗匹配问题。

注入法是实验室常用的方法，DUT上电，高压端注入，低压端接收，测试频率150KHz-108MHZ，以辐射发射为例：HV+，HV-注入信号，天线接收。

HV校准限值要求：AV

LV限值要求：AV

CISpR252016版标准，只提到HV高压注入，测量值不要超过低压限值要求，测试过程种会有有一些疑问？

当天线接收的噪声自身就是超过低压限值，怎么判断就是高压端耦合到低压的噪声？

底噪怎么测量？怎么判断是样品发出来的噪声？

建议进行以下布置的验证：

（1）校准

测试信号按照标准上的测试等级进行，射频信号功率通过电流探头注入到HV+和HV-，在高压LISN的50欧姆端口进行测量，并记录前向功率和反向功率。

CISpR25的标准中并未提及记录前向功率和反向功率，这样做的目的考虑在150KHz-108MHz阻抗匹配的问题。

（2）底噪测量

断开DUT的高压连接器，在HV+和HV-注入校准的前向功率，测量值低于低压限值6Db。

断开高压连接器

（3）DUT自身辐射噪声测量

为了确定DUT自身的辐射发射是否超过了限值要求，用50欧姆的负载代替了注入电流探头。

（4）高低压耦合的测量配置

HV注入

高低压耦合的测量是非常值得去研究与探讨的测试。关于高压部件在新能源汽车上的使用是越来越多的趋势，如何提前防止高压部件对低压部件的干扰与串扰，是我们要引起重视的课题。高低压耦合的测量就是一种能够提前预测高低压间是否存在干扰的方法，但是这其中仍有许多测试细节要逐一去深入研讨，因此我们期待将来能有更多有志之士、行业内的专家翘楚能给予我们更多的指导建议，协同我们建立起正确的高低压耦合的测量技术，为我国将来的新能源汽车产业发展尽点棉薄之力，共同见证我国新能源汽车的美好前程。