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倪新宇:电动汽车安全与电磁兼容

  • 原创
  • 2016-05-15 17:16
  • 来源:电动汽车资源网 孙振梅

摘要:15日下午,襄阳检测中心倪新宇主任作为重要嘉宾参加并在做重要演讲,倪新宇的演讲主题为“电动汽车安全与电磁兼容”。

2016年5月14—15日,2016新能源汽车运营商与车企对接采购交流会暨论坛(以下简称“对接采购交流会”)在山西太原隆重召开。本届对接采购交流会由太原不锈钢产业园区管委会、太原市经济和信息化委员会主办,山西原野汽车制造有限公司和电动汽车资源网承办,主要探讨新能源汽车推向市场的现状、前景、障碍及解决方案。500多家新能源汽车产业链知名企业专家将汇集于此为车企及运营商解决国补、地补融资问题,为运营商解决车辆担保融资问题,为车企解决车辆销售问题。同时,网罗2016年各新能源租赁运营企业整车采购需求近10万台,拓展新能源汽车在各个城市落地销售。电动汽车资源网作为对接采购交流会承办方和电动汽车行业专业网上平台,对本次对接采购交流会做全面回顾和总结。

15日下午,襄阳检测中心倪新宇主任作为重要嘉宾参加并在做重要演讲,倪新宇的演讲主题为“电动汽车安全与电磁兼容”。

以下是倪新宇演讲的主要内容:

一、电动汽车安全与电磁兼容

电动汽车起火事件:

●厦门金旅混动公交起火

●上海申沃超级电容公交起火

●深圳五洲龙电动客车

●厦门混动公交起火11辆车烧毁1人死亡

●厦门金龙混动公交车起火自燃

 

为什么电动汽车总是起火?

●电磁干扰可能会造成充电失控

●电磁干扰可能会干扰心脏起搏器

●强电磁辐射会干扰周围环境电气设备

●强电磁辐射会对人体带来伤害

●电磁干扰可能会造成车辆运行失控

●电动汽车既有汽车属性更有电气属性,电气安全不容小觑!电磁兼容也不容小觑!

☆高压的器件包括电机控制器、驱动电机等系统,电动汽车电磁兼容性比传统车更难控制。

☆一些开关器件(IGBT)也会产生很大的谐波和高频信号,这些高频信号辐射增加了控制单元和传感器抗干扰的难度。

☆有一本杂志叫做《安全与电磁兼容》,直接将安全与电磁兼容联系起来。

☆未来的汽车将进入自动驾驶、无人驾驶汽车、车联网、电气化时代,电子产品越来越多应用在汽车上,面临的电磁兼容挑战将越来越多。

辐射源:电机控制器BMS、车载充电机DC/DC、油泵及电机、动力电池组、气泵及电机、驱动电机系统。

二、电动汽车的电磁辐射源与测试标准

1.强电磁辐射可能会对人体造成伤害比如体温升高

2.电磁辐射会干扰心脏起搏器工作,IEC62764

3.电磁辐射会干扰车载电子设备的正常运行GB/T18655就是研究这方面的标准正在修订

4.电磁辐射会干扰周围环境和车辆的电子设备GB/T14023就是研究这方面的标准

5.电动汽车最大的辐射源来自电机及其控制器

GB/T 184882015 对此也有研究正在起草新的标准

6.电动汽车电磁兼容性比传统车挑战更加严峻,因为它不仅骚扰周围环境,也会受到周围辐射的骚扰

ECER10对电动汽车电磁兼容提出全面的要求,欲转化

★迄今为止,新能源汽车电磁兼容检测的结果并不尽如人意;

★从今年年初开始的骗补风波,也波及到检测机构的公信力;

★工信部不仅对电池行业进行规范,同时也对检测机构的行为进行规范;

★现在,检测机构对电磁兼容的检测越来越规范,想通过检测未必容易;

★检测机构对前来送检的企业可能会拒绝,原因就是不想惹麻烦。

 

关键骚扰源有哪些?

(1)电池包

①电池管理系统在整车试验中是窄带发射的骚扰源

是抗扰试验的主要敏感设备

(2)电机及控制器

电机及控制器是整车最大的骚扰源

电机轴上产生骚扰影响传感器

影响低压系统的工作

(3)DC/DC

DC/DC的骚扰特性由于开关器件成为主要骚扰源

(一)发射特性

●国际公认电动汽车的主要骚扰源是电驱动系统;

●大部分不合格电动汽车的原因在于电驱动系统;

●从某些电机控制器和电机摸底情况看,电驱动系统存在很大骚扰。

(二)抗扰特性

●电驱动系统是电动汽车的核心部分,其抗干扰性与电动汽车的安全息息相关;

●电驱动系统中ECU单元是敏感设备,容易被变流装置和外部的干扰源干扰,从而引发异常事故。

 

 

 

 

 

 

试验结果:

 

●测试状态:电机扭矩100Nm,转速分别设置为300rpm,700rpm,1000rpm。

●电机转速变化对高压电源线传导发射测试结果影响比较小

 

●测试状态:电机转速1000rpm,扭矩分别设置为0Nm,100Nm。

●电机扭矩的变化对传导发射有一定的影响

 

●测试状态:电机扭矩100Nm,转速分别设置为300rpm,700rpm,1000rpm。

●不同的转速变化,在该频段测试结果基本一致

 

●测试状态:电机转速700rpm,扭矩分别设置为0Nm,100Nm。

●100Nm时辐射比0Nm时辐射发射有明显的增加,整体增加约8dB左右。

现在的标准制定情况也不尽如人意:

 

国内情况看,现如今没有一个标准明确的高压部件的试验方法的描述。 

制定标准:

 

规范的主要内容:

(1)试验条件设置

●高压线缆的屏蔽

●高压和低压线缆之间的距离、线缆与测试接地平板的相对位置

●接地方式

●CAN线的布置方式

●电机的转速、扭矩

●自动测试

(2)试验对象

电机控制器

●模拟负载配置

●电机控制器的工作状态

电池包

●充电过程(剩余电量、充电电流等参数)

DC/DC

●单独进行试验的技术方案

(3)试验方法

传导发射

●高压系统对低压系统的耦合

●高压传导限制

辐射发射

●测试方法及限值要求

抗扰试验

●测试方法及等级

三、电动汽车电磁兼容存在问题分析

1、电机电缆没有屏蔽

2、接地线太细

3、高低压线交织在一起互相干扰

4、电池外壳没接地

5、连接电缆也不是屏蔽的

四、电动汽车电磁兼容性能的改进建议

★主机厂一定要重视电动汽车电磁兼容问题,不是仅满足标准就行的;

★研究电磁兼容问题越早越好,特别是零部件开发;

★正向开发从零部件抓起,成功率比较高;

★那些利用旧底盘改装的电动汽车很少有能通过的;

★亡羊补牢不是犹未为晚,而是得不偿失,只有早早介入才能事半功倍;

★提高电磁兼容水平一定是要付出成本的,想省钱就别做车,免得害人害己。

所有的连接电缆和接头:

 

●可导电外壳是否接地?

●动力接插件是否有屏蔽措施?

●ECU控制信号电缆也要屏蔽!

●动力电缆是否屏蔽?

●轮毂电机辐射更大!

 

B级电压电气设备的外露可导电部分,包括外露可导电的遮栏和外壳,应当连接到电平台以保持电位均衡。电位均衡可有效抑制地电流的干扰。

建议:

●建立自己的研发实验室

●检测的数据是否有价值?车轮的启动扭矩都在数万牛米,轮毂根本达不到;

●电器如何布局很重要。

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