新能源汽车用电机及其控制器电磁兼容性测试方法探讨

谢 欢，杨 琳Xie Huan，Yang Lin

（上海机动车检测中心，上海 201805）

0 引言

驱动电机系统与传统的内燃机驱动系统有很大的不同，其工作时，电力电子系统中大功率半导体开关器件的快速开通和关断使电压与电流在极短时间内跳变，加上驱动电机为大感性负载，必将对自身的弱电回路和邻近的电子设备形成强烈的辐射和传导电磁干扰。目前典型的系统参数为调制载波工作频率一般为数十千赫兹，IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管）的开通和关断时间一般为几百纳秒，流过开关器件的电流变化率di/dt将很大，由于分布和寄生参数的存在，将产生强烈的电磁噪声。

目前针对车载强电系统的电磁兼容标准还不成熟，大部分的强电系统的电磁兼容标准是套用传统内燃机驱动系统和弱电系统的标准，或是在现有的标准中做些补充和改动，其针对驱动电机系统的适用性值得商榷。

1 现行标准电磁兼容测试方法的讨论

GB/T 18488.2－2006《电动汽车用电机及其控制器第2部分：试验方法》中条款9规定：

9.1 辐射干扰

按GB 14023－2006中第5章辐射干扰的测量方法进行测试；

9.2 电磁抗扰度

按GB/T 17619－1998中第4章规定的测量方法和表1规定的抗扰性电平要求测试。

1.1 对于骚扰测试

GB 14023－2006用来对距离车辆10 m以外的居住环境中使用的广播接收机在30 MHz～1000 MHz频率范围内提供保护，虽然较上一个版本增补和完善了对电驱动车辆的测试内容，但其适用测试对象为由内燃机、电驱动或两者共同驱动的车辆整车，标准中明确规定不适用于非完整车辆，并且被测对象试验时的运行状态是用车速km/h来计量，而驱动电机系统的运行状态是用转速r/min来计量。就算不顾适用范围套用此标准，并将标准中规定的车速采用该系统实际装车的车辆传动系统和轮胎的参数折算成驱动电机的转速进行测试，还是会遇到驱动电机系统单独测试时的布置方式与该系统在真正装有该系统的整车上的实际布置方式不同的问题，从而使测试变得没有意义。

1.2 对于抗扰测试

GB/T 17619－1998用来检测车载零部件抵抗车外辐射源辐射骚扰的性能，规定了机动车电子电器组件对电磁辐射的抗扰性限值和测量方法，标准中规定了4种测试方法，测量频率范围为20～1000 MHz，并规定将驱动电机系统整体（包括系统运行所需的辅助设备）一起进行试验，驱动电机系统与传统车用的零部件所遭受的车外辐射电磁环境相同，故GB/T 17619完全适用于驱动电机系统的辐射抗扰性试验。

2 新能源汽车用电机及其控制器电磁兼容性测试方法的可行方案

2.1 对于测试对象

可将驱动电机系统整体（包括系统运行所需的辅助设备）作为测试对象，如将驱动电机系统的主要部件电机和逆变器作为独立的部件分开测试，技术上实现的成本将很高，并且意义不大。

2.2 对于试验时驱动电机系统的布置和运行工况

可参照相应具体标准中的布置和运行状态，在相应标准中无规定或有规定但难以适用驱动电机系统的，以模拟实际装车和运行环境并在典型负载和工作条件下试验为原则，并在报告中注明试验时实际的布置和运行工况。

但目前来说在电磁兼容试验中为驱动电机系统加载（即加扭矩），需要另外建造驱动电机系统测试专用的半电波暗室，并配备相应的测功机，技术上实现成本高昂，但驱动电机系统加载后发射水平确实会有明显的提高，本检测中心曾制作过一辆测试专用的台车，其上驱动电机系统通过底盘测功机为驱动电机系统加载，试验数据证明辐射水平确实会有明显的提高，平均有几个dB的差别，见图1和图2。

但鉴于目前试验室的技术能力，可允许测试空载运行。

2.3 对于测试标准

（1）辐射发射

可参照GB 18655－2002或是以后的修订版本 GB/T 18655－ 20xx，GB 18655－ 2002 用于保护车内的接收机，适用于任何用于车辆和大型装置的电子/电气零部件。如果驱动电机系统能满足该标准，可使车内接收机取得满意的接收效果。辐射发射的测量频率范围为150kHz～1GHz，宽带窄带自动判定。可采用标准中第三等级限值。

（2）传导发射

可参照GB 18655－2002或是以后的修订版本 GB/T 18655－ 20xx，GB 18655－ 2002用于保护车内的接收机，适用于任何用于车辆和大型装置的电子/电气零部件。如果驱动电机系统能满足该标准，可使车内接收机取得满意的接收效果。传导发射的测量频率范围为150kHz～108MHz。可测量弱电的电源线、通讯线、直流母线。可采用标准中第三等级限值。

（3）辐射抗扰度

可参照 GB/T 17619－ 1998，GB/T 17619－1998用来检测车载零部件抵抗车外辐射源辐射骚扰的性能，规定了机动车电子电器组件对电磁辐射的抗扰性限值和测量方法，标准中规定了4种测试方法，测量频率范围为20～1000 MHz，驱动电机系统与传统车用的零部件所遭受的车外辐射电磁环境相同，故GB/T 17619完全适用于驱动电机系统的辐射抗扰性试验。GB/T 17619－1998未给定等级评定分类，如需要评定等级，可参考ISO－11452等级评定分类。

（4）传导抗扰度

可参照ISO 7637－2－ 2004和ISO 7637－3－2007，ISO 7637－2－2004规定了道路车辆沿12V或24V电源线的瞬态传导抗扰台架试验方法。传导抗扰度共有7种测试脉冲形式。可采用脉冲1、2a、3a、3b，波形 2b、4、5a、5b 不适用于驱动电机系统的测试。ISO 7637－3－2007规定除电源线外的其他线缆的瞬态传导抗扰台架试验方法，测试包括快速和慢速4种瞬态骚扰波形。

（5）静电放电

可参照 GB/T 19951－ 2005，GB/T 19951－2005用于检测人进出车辆过程中可能产生的静电放电对车辆产生的影响，可在通电运行和不通电运行2种状态下分别测试。

［1］Clayton R.Paul.Introduction to Electromagnetic Compatibility（Second Edition）［M］.John Wiley&Sons，Inc.2006.

［2］GB/T 18488.1-2006，电动汽车用电机及其控制器.第1部分：技术条件［S］.

［3］GB/T 18488.1-2006，电动汽车用电机及其控制器.第2部分：试验方法［S］.

［4］GB/T 14023-2006，车辆、船和由内燃机驱动的装置无线电骚扰特性限值和测量方法［S］.

［5］GB/T 17619-1998，机动车电子电器组件的电磁辐射抗扰性限值和测试方法［S］.

［6］GB/T 18655-2002，用于保护车载接收机的无线电骚扰特性的限值和测量方法［S］.

［7］GB/T 19951-2005，道路车辆-静电放电产生的电骚扰试验方法［S］.

［8］ISO 11451 Road vehicles-Component test methods for electrical disturbances from narrowband radiated electromagnetic energy［S］.

［9］ISO 7637-2 Road vehicles-Electrical disturbances from conduction and coupling-Part 2 Electrical transient conduction along supply lines only［S］.

［10］ISO7637-2 Road vehicles-Electrical disturbances from cond uction and coupling-Part 3Electrical transient conduction bycapacitive andinductivecoup lingvialines other than supply lines［S］