纯电动车辆电磁辐射干扰整改

吴亚儒， 张彦辉， 吴兵兵， 张欢欢

（江淮汽车股份有限公司技术中心， 安徽 合肥 230000）

电动汽车在全世界的发展如火如荼，在我们身边随时可以看到各种各样的电动车存在。电动车以各种形式的电机作为行驶的驱动来源，在体积和成本因素推动下，目前市面上普遍使用的是交流电机，由动力电池通过逆变器供电。纯电动汽车整车的动力来源都有赖于动力电池和驱动电机，因而用于将电池能量传递给电机的逆变器、电机控制器、与其相连的高压线缆以及电机本身上都会流过很大的电流（可达几百安培），且工况变化导致的输出功率变化会带来大幅快速的电压电流波动，从而造成严重的电磁辐射。这也正是电动车电磁兼容问题比较突出的原因。

目前，国家主要采用GB 14023—2011《车辆、船和由内燃机无线电骚扰特性用于保护车外接收机的限值和测量方法》、GB//T 18655—2010《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》和GB/T 18387—2008《电动车辆的电磁场辐射强度的限值和测量方法宽带9kHz～30MHz》对车辆辐射骚扰特性进行测试评估。其中前两个标准是针对所有机动车辆，因此在传统车辆中已经得到很好的应用。本文主要针对电动车标准GB/T 18387-2008进行测试分析。该标准等同采用美国机动汽车工程师协会标准SAE J551—5:2004《电动车辆的磁场和电场强度的测量方法及执行电平》。

一、电动车辆辐射骚扰测试

某型号电动车辆按照GB/T 18387-2008进行试验测试，电动汽车在16km/h和64km/h两种车速下测试。电场辐射骚扰测试采用1m垂直单极子天线，磁场辐射骚扰测试采用环天线，针对X、Y、Z三个方向。

某型号电动车在上述两种车速下进行电场辐射骚扰测试和磁场辐射骚扰测试，其中电场辐射骚扰测试全部通过，磁场辐射骚扰测试X方向超标（X方向即磁环平面与车辆纵向对称平面平行）。以64km/h车速下测试为例，电场辐射骚扰测试结果如图1所示，磁场辐射骚扰测试结果如图2所示。

从测试结果来看，该型号电动车辆主要是磁场辐射发射超标，超标频率段在20MHz附近，超标约3dBμV/m。虽然9k-150kHz频率段没有超标，但是有很明显的毛刺。

二、电磁骚扰辐射特性分析

车辆按照标准测试时处于运行状态，而电磁辐射源一般都是大电流、高电压的大功率部件或具有开关器件的高频电路，车辆运行时，动力系统电压平台300V左右，电机额定功率20kW，整个高压动力系统都是在高电压、大电流的条件下工作，动力系统主要有动力电池、高压线缆、高压接线盒、电机控制器、驱动电机。

对高压动力系统零部件进行逐个分析：

1.动力电池布置在车辆底部，动力电池壳体与车身形成金属封闭腔，具备良好的屏蔽效能。

2.高压线缆分高压主线缆、高压配线、直流快充线三部分。其中高压主线缆、高压配线具有屏蔽层，直流快充线没有屏蔽层，直流快充线连接车辆左侧尾部的快充充电口与乘员舱的高压接线盒，线缆较长。虽然车辆运行时该线缆中没有电流通过，但是该线缆与高压接线盒连接，可能会成为电磁辐射天线。

3.高压接线盒分壳体和上盖，为保证密封性能，上盖和壳体之间夹一层密封胶条，导致金属外壳不连续，引起电磁泄露。

4.电机控制器本身就是主要的电磁辐射干扰源，其壳体全金属，高压输入线从侧面甩出，但由于空间限制，导致高压输入线走线形成圆弧，增加电磁辐射。

5.驱动电机壳体全金属，输入线屏蔽层防护，并良好接地。

三、整改方案制定及实施

基于车辆电磁辐射特性分析，制定并实施整改方案如下：

1.直流快充线增加屏蔽层，屏蔽层并良好接地。

2.更改高压接线盒密封方案，取消密封胶条，高压接线盒上盖与壳体用“O”型圈密封，在壳体与上盖的接触面上增加凹槽，将“O”型圈置于凹槽中，通过压缩“O”型圈，密封高压接线盒，同时，高压接线盒上盖与壳体金属部分良好接触形成一体。

3.优化电机控制器高压输入线屏蔽层与电机控制器壳体接触方案，使屏蔽层与壳体360度接触，优化电机控制器高压输入线，在保证电机控制器高压输入线电气性能不变的情况下，降低电机控制器高压输入线的弯曲半径，避免电机控制器高压输入线过硬。

四、整改方案实施效果验证

对整改后的车辆进行试验验证，试验结果如图4所示。

对比整改前后的测试结果，电场辐射明显基本没有变化，磁场辐射得到了很好的改善，满足了GB/T 18387-2008测试标准的限值要求。

对比图4和图2，在9kHz—150kHz频率段范围内，磁场发射的尖峰毛刺有明显的降低，但没有消除尖峰毛刺现象；在20MHz-30MHz频率段范围内，磁场发射虽然低于标准限制要求，但裕度较小。

作为整车电磁辐射的整改，整改的原则是以尽可能小的变动，来满足标准要求，只是针对零部件的屏蔽、接地及线缆的走向进行整改，并没有涉及到零部件内部的PCB电路设计，整改周期快，费用小。

五、结语

本文以某型号电动车辆为例，进行了电场、磁场辐射骚扰特性测试、分析、整改，根据测试结果进行详细分析，从整车的角度提出整改方案，再次测试验证了方案实施的效果，以最小的改动、用最少的费用、在最短的周期内使电动车辆的电磁辐射强度满足测试标准GB/T 18387—2008的限值要求。为从整车角度整改电磁辐射超标问题提供有效的实践经验。

[1]中国国家标准化管理委员会.GB/T18387-2008,电动车辆电磁场发射强度的限值和测量方法,宽带,9kHz～30MHz[S].北京：中国标准出版社，2008.

[2]谭建蓉,李彪,黄雪梅.电动车辆电磁辐射骚扰测试与整改应用[J].自动化与仪器仪表，2013，（4）.

[3]高新杰,白健,张洪超.电动汽车电磁辐射干扰整改[J].安全与电磁兼容，2013，（3）.