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与传统汽车相比,纯电动汽车最大的变革是取消了内燃机,改为电机,能量来源由燃油改为车载蓄电池。蓄电池提供的大功率直流电经DC-DC或DC-AC转换器驱动电机运转。变换后的电流中含有丰富的谐波成分,通过大的感性负载或容性负载时,会向空间发射强的电场和磁场。其频谱范围较广,从几十千赫到几十、几百兆赫兹甚至覆盖射频段,会对调幅广播频段以及汽车本身电子管理系统的时钟频率产生严重干扰。
即使如此,各汽车厂家对电动汽车的电磁兼容性均不够重视,目前世界上专门针对电动汽车电磁辐射发射的标准仅有美国汽车工程师协会的SAEJ551-5,其他国家采用的都是此标准的等同标准。我国的等同标准为GB/T18387——电动车辆电磁场辐射强度的限值和测量方法宽带9kHz~30MHz。由于此标准在国内从未实施过,本文通过对不同厂家的两辆电动汽车电磁辐射发射的测量,探讨了此标准在国内实施的必要性和可行性。
为了找出电动车辆的骚扰原因,对车载逆变器的工作原理和输出波形进行研究,用MATLAB对逆变器的输出波形做了频谱分析。通过与整车测量结果对比,提出了电动汽车的主要骚扰源为逆变器,在此基础上对整个骚扰回路蓄电池—逆变器—电动机进行了研究.
SAEJ551-5JUN95分别在1997、2004年做了版本的更新,变化最大的是测量距离和骚扰限值。文章对三个版本做了比较,分析了改变测量距离和骚扰限值的原因。由于GB/T18387-2001是从SAEJ551-5JUN95等同过来的,作者对GB/T18387-2001的改版提出一些自己的建议。在测量电动汽车的电磁场辐射发射过程中,发现用SAEJ551-5JAN2004测量电动汽车的电磁辐射发射时,标准中并未规定测量天线与车体横向位置的要求,由于测量频率低(9kHz~30MHz),测试时EUT基本位于天线的近场区,故不能根据远场方向图来计算天线的照射宽度,本文利用电磁场仿真软件对环天线和棒天线的辐射场强进行仿真,得到了9kHz~30MHz时环天线和棒天线的照射宽度,依据此照射宽度,在测量大型电动车辆(长度不大于12m)电磁场辐射发射场强时可对其进行分段测量。
在文章的最后,为了验证理论仿真的结果,根据最新的SAEJ551-5AN2004,制定了测量大型电动车辆电磁场辐射发射场强的测试方案。