新能源汽車電池包電磁兼容試驗(yàn)方法研究

張宇　徐澤林　王鵬翔　張正飛

摘 要：本文以國(guó)標(biāo)GB/T18655-2018以及GB/T18387-2017為要求，以新能源汽車電池包為被測(cè)樣件，討論其電磁發(fā)射的測(cè)試方法，重點(diǎn)對(duì)高低壓耦合測(cè)試方法進(jìn)行研究，并說明高壓部件與傳統(tǒng)低壓零部件的測(cè)試差異。

關(guān)鍵詞：新能源汽車電池包 高低壓耦合測(cè)試 測(cè)試差異

Research on Electromagnetic Compatibility Test Method of New Energy Vehicle Battery Pack

Zhang Yu，Xu Zelin，Wang Pengxiang，Zhang Zhengfei

Abstract：This article takes the national standards GB/T18655-2018 and GB/T18387-2017 as the requirements， takes the new energy vehicle battery pack as the tested sample， discusses its electromagnetic emission test method， focuses on the high and low voltage coupling test method and explains the test differences between high-voltage components and traditional low-voltage components.

Key words：new energy vehicle battery pack， high and low voltage coupling test， test difference

1 引言

新能源汽車由于車內(nèi)應(yīng)用了電機(jī)、電控、電池包等高壓部件，因此這些高壓部件在工作時(shí)使得車內(nèi)的電磁環(huán)境與傳統(tǒng)汽車相比有很大差異，更容易影響用戶的體驗(yàn)感，例如收音機(jī)接收效果、導(dǎo)航顯示屏、藍(lán)牙無線接收等的性能問題。本文根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]與[2]中的要求，對(duì)新能源汽車電池包的電磁發(fā)射測(cè)試方法進(jìn)行分析，重點(diǎn)對(duì)高低壓耦合測(cè)試方法進(jìn)行研究，并說明高壓部件與傳統(tǒng)低壓零部件的測(cè)試差異。

2 電磁發(fā)射測(cè)試方法

新能源汽車電池包（以下簡(jiǎn)稱“電池包”）在進(jìn)行電磁發(fā)射測(cè)試時(shí)，往往參考國(guó)標(biāo)GB/T18655-2018以及GB/T18387-2017，測(cè)試方法詳細(xì)見圖1。

電池包測(cè)試工作狀態(tài)一般有三種：充放電狀態(tài)和不上電狀態(tài)。在進(jìn)行電磁發(fā)射與高低壓耦合時(shí)，常常選擇放電狀態(tài)進(jìn)行測(cè)試。

3 電池包與傳統(tǒng)低壓零部件的測(cè)試差異

（1）輻射發(fā)射測(cè)試布置圖如圖2（參考文獻(xiàn)[1]）：以30-200MHz雙錐天線為例。

電池包輻射發(fā)射測(cè)試與低壓部件輻射發(fā)射相比，主要區(qū)別表現(xiàn)以下幾點(diǎn).

第一：需要高壓人工電源網(wǎng)絡(luò)，用于穩(wěn)定電池包放電的高壓端阻抗使用。

第二：負(fù)載電阻，用于電池包放電使用。

第三：高壓線束與低壓線需要相隔100mm，防止高、低壓線束間的干擾。

第四：高壓線束與低壓線分別置于天線最近端，分別進(jìn)行測(cè)試。

（2）傳導(dǎo)發(fā)射-電壓法測(cè)試布置圖如圖3（參考文獻(xiàn)[1]）：

電池包傳導(dǎo)發(fā)射-電壓法測(cè)試與低壓部件傳導(dǎo)發(fā)射-電壓法相比，差異除輻射發(fā)射前三點(diǎn)外，主要區(qū)別表現(xiàn)以下幾點(diǎn).

第一：分別從高壓人工網(wǎng)絡(luò)和低壓人工網(wǎng)絡(luò)端測(cè)試。

第二：高壓線束使用的長(zhǎng)度1500mm，不需要像低壓線束使用的長(zhǎng)度為200mm。

（3）傳導(dǎo)發(fā)射-電壓法測(cè)試布置圖如圖4（參考文獻(xiàn)[1]）：

電池包傳導(dǎo)發(fā)射-電流法測(cè)試與比低壓部件傳導(dǎo)發(fā)射-電壓法相比，差異除輻射發(fā)射前三點(diǎn)外，主要區(qū)別表現(xiàn)以下幾點(diǎn)。

第一：電流探頭分別對(duì)低壓線束和高壓線束進(jìn)行測(cè)試，需要注意高壓線束測(cè)試分為單獨(dú)夾每根線與夾全部線束兩種測(cè)試方式。

（4）電磁場(chǎng)發(fā)射測(cè)試布置圖如圖5、圖6（參考文獻(xiàn)[2]）：

電磁場(chǎng)發(fā)射測(cè)試是本身是針對(duì)電動(dòng)汽車整車的測(cè)試項(xiàng)目，測(cè)試距離3m，但目前電池包、電控、電機(jī)等高壓部件也會(huì)引用此方法，采用1m距離進(jìn)行測(cè)試。這項(xiàng)測(cè)試是傳統(tǒng)零部件所不具備的。其測(cè)試特點(diǎn)如下：

第一：電場(chǎng)和磁場(chǎng)均需要測(cè)試，且分別用不同天線進(jìn)行測(cè)試。

第二：磁場(chǎng)測(cè)試方向分為天線徑向和天線橫向兩個(gè)極化方向。

第三：電池包測(cè)試時(shí)，常常采取1m距離測(cè)試，有的企業(yè)也會(huì)要求3m測(cè)試距離。

4 高低壓耦合測(cè)試

高低壓耦合測(cè)試是針對(duì)高壓部件的獨(dú)有的測(cè)試方法，按照GB/T18655-2018要求主要進(jìn)行網(wǎng)分法和注入法兩種測(cè)試方法，針對(duì)不同的高壓部件即可兩種方法都測(cè)試也可選擇其中一個(gè)進(jìn)行測(cè)試。

高低壓耦合測(cè)試的主要目的是研究高壓側(cè)對(duì)低壓側(cè)的電磁干擾的程度。

在進(jìn)行注入法試驗(yàn)時(shí)，先要對(duì)測(cè)試限值進(jìn)行校準(zhǔn)，然后通過高壓端注入校準(zhǔn)的限值，選擇傳導(dǎo)-電壓法、傳導(dǎo)電流法或輻射發(fā)射法接收從高壓側(cè)耦合到低壓側(cè)的信號(hào)，來判斷耦合程度是否符合限值要求。此時(shí)電池包常做放電模式。

在進(jìn)行網(wǎng)分法時(shí)，同樣先設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)，然后在電池包斷電情況下進(jìn)行測(cè)試，用網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)試耦合衰減ac，來比較滿足哪個(gè)等級(jí)要求。

5 結(jié)語

由于電池包屬于高壓部件，所以其電磁發(fā)射測(cè)試方法與傳統(tǒng)零部件相比有較大的差異，尤其是高低壓耦合測(cè)試是獨(dú)有的測(cè)試項(xiàng)目，因此相關(guān)技術(shù)人員在選擇和實(shí)施測(cè)試時(shí)，要注意差異性。

參考文獻(xiàn)：

[1]GB/T18655-2018車輛、船和內(nèi)燃機(jī).無線電騷擾特性用于保護(hù)車載接收機(jī)的限值和測(cè)量方法.

[2]GB/T18387-2017.電動(dòng)車輛的電磁場(chǎng)發(fā)射強(qiáng)度的限值和測(cè)量方法.