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電動汽車高壓電磁兼容

發布時間: 2022-08-24 11:22:33

新能源汽車出現電磁干擾問題的主要原因有哪些

新能源汽車電磁干擾的存在是制約新能源汽車發展的關鍵。目前,從新能源汽車的電磁干擾來看,車內高壓系統的電磁干擾最為嚴重,如果受到外界電磁干擾,汽車會失去正常使用功能,導致新能源汽車出現故障。如果新能源汽車在行駛,很可能直接威脅到駕駛員的生命安全。接下來,將影響新能源汽產生電磁干擾的因素歸納為以下幾類並進行介紹。

以上就是關於新能源汽車受電磁干擾的因素分析,供大家了解參考和學習,希望對大家有幫助。

❷ 純電驅動汽車怎麼樣



運輸行業的全球電氣化要求開發高效且經濟的電氣化電力系統解決方案。800 V在牽引系統中的應用實現了快速充電的優勢,可以減少導線的截面積以減輕重量和降低成本。

由於電池仍然是電驅動系統中最重要的成本組成部分,因此以最高效的方式使用電池提供的能量非常重要,電能向機械能的轉換效率,即電驅動系統的效率也極其重要。為了提高效率,必須降低功率損耗:①逆變器的功率損耗必須保持在較低水平,②同時必須降低電機的諧波損耗。碳化硅(SiC)技術的應用為800 V系統實現這兩個目標提供了可能。

眾所周知,SiC功率器件比Si效率更高,因為輕載導通損耗和開關損耗都很低。SiC技術可以實現高開關頻率,從而通過減少諧波損耗來提高電機的效率。結合SiC材料的特性、效率優化的模塊設計和改進的控制技術,形成了由逆變器和電機組成的高效牽引系統。對於優化後的系統,在WLTP循環中驅動系統的效率可提高48%。

1.提高了電驅動系統的效率。

電動汽車(BEV)的成功取決於兩個主要方面。購車成本和客戶可用性。BEV的電池壽命仍然是客戶可用性的最重要的特徵之一。

電池壽命定義了每次電池充電的最大行駛距離和長距離行駛的充電時間。這兩個標准都受到牽引系統電壓水平的影響。800 V的高系統電壓,而不是一般的400 V電壓,可以讓電池快速充電(高功率充電,超快速充電),電纜截面不變。

目前,IGBT被用作逆變器中的開關元件,這在800 V電壓下表現出效率上的劣勢,因為IGBT的開關損耗太大。要高效使用高壓,需要高效開關技術,請參考圖1。

SiC-MOSFET的應用可以滿足高電壓平台下高開關頻率和高壓擺率(dv/dt)的高效率優勢。高開關頻率降低了電機的諧波損耗。因此,碳化硅是高系統電壓的關鍵技術。

WLTP系統級(800 V Si系統與800 V SiC系統相比)的效率可以提高4%到8%,如果可以找到電機和逆變器向開關頻率相反方向移動的兩條損耗曲線之間的最佳平衡。效率描述了存儲在電池中的能量與用於產生牽引力的能量的比率。

因此,高效率可以在電池容量不變的情況下實現長里程,或者在電池容量減少的情況下保持里程不變。因此,提高效率是優化BEV成本的最大措施。SiC技術的應用帶來了系統成本的優勢,因為它們可以節省更多的電池。

Vite sc o Technologies正在開發模塊化逆變器概念,用於從400 V過渡到800 V。開發的技術平台基於高度集成的電氣驅動系統EMR4(第四代)。EMR4電驅動橋是EMR3的進一步發展,目前國內已經量產。EMR3已經集成到歐洲和亞洲的許多原始設備製造商的車輛中。

EMR4的電子電氣控制器(逆變器)基於第四代電子電氣控制器平台(EPF4.0)。Vitesco Technologies可以利用其在逆變器技術開發方面的豐富和長期經驗,實現具有低雜散電感和優化dv/dt的技術。EPF 4.0的擴展將實現用SiC MOSFET開發用於800 V牽引系統的高效電力電子控制器。

2.開關頻率和電壓壓擺率(dv/dt)對系統電平的影響

在電機運行期間,逆變器將電池提供的DC電壓轉換為快速脈沖電壓。脈沖電壓會產生諧波交流電。交流電產生旋轉電磁場,隨後是轉子。這樣脈沖電信號逐漸接近均勻正弦波(40 kHz及以上)的最優值,高頻損耗降低。電流頻譜變得「干凈」,從而減少了發熱形式的諧波損耗。

圖2顯示了損耗開關頻率之間的關系,其中:

電機總損耗–pl,em,總損耗

總逆變器損耗–pl、PE、總損耗

–在牽引系統的某個工作點。

電機損耗曲線為綠色,紅色為電氣和電子損耗。

特性曲線描述了各參數開關頻率的理論相關性:隨著開關頻率的增加,電機的諧波損耗Ph,total逐漸減小,因此電機總損耗PL,EM,total逐漸收斂到純正弦電流波形PL,total(水平虛線)產生的鐵損值。所示圖表是電機高解析度有限元模擬的結果。由於模擬的模擬步長為5us,因此標記灰度頻率區域中的頻率相關功率損耗的准確度低於20kHz之前的准確度。

總逆變器損耗PL、PE、Total由傳導損耗PL、cond和開關損耗PL、SW組成,開關損耗隨開關頻率線性增加。同時,半導體的傳導損耗受開關頻率的影響。因此,逆變器的總損耗預計會隨著開關頻率的增加而線性增加,與開關損耗的增加相同,如圖2所示。

以上分析基於800 V系統,逆變器採用SiC MOSFET。特徵在圖2中,SiC技術在逆變器功率模塊中的關鍵作用被示出,作為實現最高系統效率的關鍵因素。圖2進一步顯示,系統級的最佳開關頻率必須定義為提高效率的影響因素(平衡點)。

與Si逆變器相比,SiC逆變器技術的全部潛力是基於開關頻率和壓擺率高10倍的可能性。圖3顯示了電壓壓擺率(dv/dt)對逆變器損耗的影響。

採用SiC MOSFET的高效800 V牽引系統的當前開發已經研究了如何在額外干擾的情況下利用SiC技術的潛力(參見第3章和第4章)。為了充分發揮SiC技術的潛力,必須考慮系統在高開關頻率和高壓擺率下的電磁兼容性(EMC)和雜訊振動(NVH)。如圖2所示,尤其是較低的開關頻率對NVH有重要影響。EMC相反,更高的開關頻率和壓擺率會導致更多的干擾。

3.對逆變器的影響

當今最先進的400 V硅IGBT逆變器的開關頻率為8至10 kHz。電壓壓擺率通常高達5kv/S..圖4顯示了單逆變器系統(Si/SiC)的差異以及相同輸出功率下的損耗。累計總功率損耗分為開關損耗和傳導損耗。

傳統Si工藝和SiC工藝在800 V時的總功耗有顯著差異,該圖證實了800 V電壓只能用於SiC半導體。

評價逆變器的決定性因素是驅動系統在WLTP循環下的效率。圖5顯示了WLTP中逆變器對系統效率的影響。條形圖的黃色部分顯示了800 V SiC相對於800 V Si解決方案的優勢——盡管兩種情況下僅採用10 kHz開關頻率和5 kV/ s壓擺率。配備有SiC半導體逆變器可以在高頻率和轉換速率(典型值:開關頻率:10...40 kHz,dv/dt: 5...50千伏/美國)。圖5左側第二列顯示了在800 V系統中使用硅逆變器時損耗的變化。

圖1-5所示的SiC技術在不同方面的更高效率是基於材料基體中硅中嵌入的碳原子的高載流子遷移率。

由於低導通電阻,SiC半導體中的熱損失非常低。這允許更高的開關頻率、緊湊的封裝空,並降低功率模塊的冷卻能力要求。所以SiC半導體需要比Si半導體更小的封裝空,可以達到更高的功率密度。

3.1高導電性的優點

在當今的汽車牽引逆變器(400 V系統電壓電平和開關頻率高達10 kHz)中,低損耗硅IGBT與一個並聯二極體相連(自由運行分別流回電池)。當反向電壓(反電動勢)在650…750之間時,IGBT需要復雜的控制,但由於其在額定電壓下的高效率,它像一個「完美的開關」一樣工作。Mosfet(金屬氧化物半導體場效應晶體管:簡單來說:壓控電阻)更容易控制。在硅基半導體材料的基礎上,Mosfet在開關期間具有比硅IGBT更高的電阻(r)(漏極/源極上的= R ds on)。

在400 V時,硅MOSFET的較高功耗不再適用,但在800 V時,它們被排除在選項之外(見圖5)。硅MOSFET的反向耐壓越高,其Rdson越高。在600v的電壓水平以上,該特性對整體效率有很大影響。此外,還必須考慮更高電壓下增加的冷卻成本。

在4H襯底(具有極高載流子遷移率的四元矩陣)中使用SiC技術的Mosfet在開關過程中顯示出比使用Si技術更高的效率。低Rdson的優勢是SiC MOSFET半導體應用於800 V逆變器的主要原因。

寬頻隙、低表面電阻上的高擊穿電壓和高壓擺率下的高開關電壓是SiC的材料優勢。由於Rdson較低,開關損耗也較低,因此可以應用更高的開關頻率,如圖6所示。尤其在輕載下,低導通損耗對工作效率意義重大。

考慮到所有的約束,比如功率模塊的連接介面,SiC技術可能會使功率模塊的體積減小25…50%。SiC的熱導率高於Si,這使得可以更好地傳導熱量損失。同時,SiC半導體可以在更高的溫度下工作。所有這些都提供了逆變器設計所需的高功率密度條件。

綜合分析表明,SiC可以提高逆變器的效率,降低開關損耗、封裝體積、冷卻能力、工作溫度和功率模塊的重量。

與400V Si逆變器相比,400V SiC逆變器可以設計得更緊湊。800V SiC逆變器需要更大的體積,因為爬電距離和電氣間隙要求更高。

原則上,SiC技術的優勢也可以與400V系統結合,但效率優勢只能在逆變器中實現。額外的優勢,如超高速充電,需要更高的電壓。為了研究SiC的優勢,對400V SiC逆變器樣機進行了整車試驗。目前,採用SiC技術的800V逆變器正處於測試階段。

3.2 SiC壓擺率(dv/dt)的優勢

如圖7所示,在SiC半導體中,可以通過增加轉換速率dv/dt來降低開關損耗。與硅相比,這種技術具有更大的潛力,因為更高的換向頻率和換向電路中可調的雜散電感降低了功率損耗。有必要優化柵源電路中的雜散電感。因為換流電路中極低雜散電感的實現成本比較高,所以在系統級定義平衡dv/dt是優化的一部分。

模擬特定dv/dt下的雜散電感。結合開關頻率的增加,可以模擬WLTP周期的總功率損耗。在5 … 20kV/s的壓擺率范圍內,雜散電感處於較低水平,WLTP損耗明顯。

3.3電磁兼容性

眾所周知,高頻開關過程會造成電磁干擾。為了將碳化硅Mosfet應用於牽引逆變器,需要研究高開關頻率和壓擺率與高屏蔽和濾波效果之間的權衡。圖8顯示了典型測量中開關倍頻(10 kHz至20 kHz)對干擾頻率和強度的影響。在20kHz時,干擾強度增加約6dB。僅僅提高開關頻率並不能得到最優解。有必要研究SiC的最優控制參數,在系統具有良好電磁兼容性的條件下,使可接受的開關損耗在可能的開關頻率下最優增加。

4.電機設計

用於800V應用的集成高效電驅動的開發基於大規模生產的EMR4電機系統。EMR4將比EMR3具有更大的可擴展性和更多可能的子組件組合(作為800V逆變器選項)。此外,互連設計將更加標准化,互連的可擴展性將得到提高。特別是在低功耗應用中,組裝時間空會減少。與EMR4設計相比,通過改變互連設計,800V電機的線圈數量增加了一倍。

4.1利用碳化硅技術提高電機效率

第三章的功耗分析表明,在相同的冷卻能力下,SiC mosfet可以實現更快、更頻繁的開關。更高的開關頻率可以提高電機的效率。開關頻率越高,諧波電流越小。因此,提高開關頻率可以減少逆變器提供的諧波輸入功率。

圖9示出了電力流程圖中前面部分描述的方面。通常的功率流(灰色)是從輸入功率,通過氣隙功率,到軸上的機械輸出功率。定子和後來的轉子的功率損失是通過散熱傳遞的。紅色表示諧波輸入功率,它完全轉化為熱量,而不影響機械功率。採用碳化硅技術可以降低800V電機的諧波損耗。

4.2 800v電機的設計參數

眾所周知,變頻供電的電機比恆頻、恆速運行的正弦波供電的電機受力更大。圖10顯示了快速開關逆變器對電機的額外影響。800 V SiC技術的應用需要對電機的絕緣系統和軸電流進行更仔細的觀察。

雖然逆變器提供的上升時間短的高頻電壓脈沖為高效率系統奠定了基礎,但這些脈沖會增加電機的壓力。特別是在高輸出功率下,可以觀察到最高的壓擺率。

系統設計的目標是在低諧波損耗、因高開關頻率和壓擺率而增加的絕緣系統要求以及電機的使用壽命之間找到適當的平衡。這兩方面的最佳平衡對碳化硅牽引系統的設計具有重要意義。

電機的絕緣系統必須承受過沖電壓,過沖電壓是由800V的電壓水平、高開關頻率和dv/dt共同造成的。

這些系統的測試電壓也會增加。電機和逆變器輸出端子之間的電纜長度必須設計得盡可能短,以防止反射電壓波引起的額外電壓過沖。

圖10中的反射系數r和電機阻抗z說明了這個問題。通過選擇最佳dv/dt和最佳上升時間,應該認為臨界電纜長度與上升時間直接相關。由於這種關系,電壓上升時間不能選擇為所需的那麼高。這意味著要開發EMR4的800 V平台,需要研究絕緣系統的行為和使用壽命。

高電壓峰值會導致局部放電,因為峰值電壓(如導體與疊片間的電壓)在薄弱點可達到破壞絕緣系統的程度(PDIV問題)。這會導致保溫系統在短時間內失效。產生的電流將在絕緣系統上產生永久應力。結果,系統變熱並老化。

了解電壓脈沖對使用壽命的影響很重要。相應的局部放電測量結果用於絕緣系統的設計。

此外,還有調速電機中變頻器運行引起的高頻軸承電流問題。其中包括電機軸端電位差引起的環流(軸、軸承、定子、定子外殼、軸承、軸),以及電容軸承電流(也稱為dv/dt電流)和共模軸承電壓Ub隨時間變化引起的放電(EDM)電流。

當軸承潤滑劑的潤滑膜能力發生局部破壞時,電火花加工電流出現在高幅放電電流的峰值處。在汽車領域,EDM電流被認為與實際應用有關。共模電壓Ub與共模電壓U0的比值,即所謂的軸承電壓比(BVR),可用於預期EDM電流的初步估計。在不同工作點軸承電壓的高解析度測量中,可以觀察到特徵電壓的峰值,表示相關的放電電流。關鍵工作點可以根據軸承的使用壽命來確定。在確定潛在工作點後,繼續測試這些工作點的高比例,並評估軸承的使用壽命。

如圖10所示,軸承電壓Ub通過電容分壓器連接到共模電壓U0。由寄生電容(繞組外殼Cw,h,繞組轉子Cw,r轉子外殼Cr,h)和軸承阻抗Zb組成。等效電路圖顯示了防止EDM電流的措施,如使用軸接地、定子繞組頭靜電屏蔽或使用控制方法使U0最小化。

5.系統分析

5.1在WLTP工作條件下轉移單個特徵點

為了根據扭矩-速度特性圖中的測量值來評估WLTP的有效性,選擇WLTP中累積最大的點作為測試的測量點。圖11示出了具有EMR 4系 統的D級汽車驅動系統的直方圖值。在電機測試台上,以不同的開關頻率和不同的壓擺率定義並測量了35個工作點。

5.2測試結果的討論

對測量結果的評估揭示了對SiC技術的進一步發展具有決定性的兩個關鍵發現。對於基本測量,在逆變器中實現高電壓和低壓擺率。在某些工作點,高壓擺率相當於10 kV/ s,低至5 kV/s。

圖12示出了在中速范圍內具有低扭矩的操作點處裝置水平和系統水平之間的功率損失的差異。逆變器的功率損耗預計會隨著開關頻率的增加而增加,在測量精度內無法檢測到5kV/ s和10kV/ s之間的差異。這是因為它取決於工作點的壓擺率,在低負載下影響不大。另一方面,電機的功率損耗隨著開關頻率的增加而降低,但它也會響應更高的10 kV/s的電壓轉換率。這一優勢在系統層面上補償了由於更高的開關頻率而導致的更高的逆變器損耗。總的來說,提高了系統效率。

在圖13中可以觀察到10 kV/ s對於較高電流逆變器水平的優勢,因為總逆變器損耗隨著逆變器電流(分別為逆變器輸出功率)的增加而增加。與低速下測得的性能相比,電機性能可能沒有變化,但在高於8 kHz的較高開關頻率下,系統性能僅略有改善。通過調整更高的壓擺率,圖13中觀察到的優勢應該轉移到特性曲線中的所有工作點。

5.3 WLTP節能評估

測量值用於校準逆變器和電機的模擬模型,以識別WLTP循環中的總效率,並模擬未來的其他工作循環。為了初步顯示SiC技術的效率潛力,系統級的測量損耗已轉換為特性圖。通過適當的插值方法建立了足夠精確的網格來表示駕駛模擬中的整個循環。圖14示出了作為示例的特徵系統圖,其中電壓轉換速率為5 kV/ s,開關頻率為12 kHz。

圖15顯示了WLTP循環中D類車輛的結果,限值在5 kV/s (6和12 kHz)和10 kV/s (6和12 kHz)之間。WLTP中PWM頻率的增加導致電機效率的增加。此外,證實了逆變器輸出電壓的轉換速率的增加將導致逆變器中6 kHz和12 kHz的電損耗的減少。

根據圖14和15,計算出的逆變器損耗降低值低於開發目標。因此,測得的工作點效率提高和隨後映射到WLTP表明,WLTP可以通過降低碳化硅半導體的開關損耗來實現顯著的優勢。優化的下一步是提高頻率和電壓壓擺率。

5.4優化

研究可以推斷,在逆變器中使用碳化硅半導體,除了調制方式、開關頻率變化等控制策略的經典參數外,還可以使用新的參數來提高效率。除開關頻率外,電壓壓擺率還提供了優化系統效率的可能性。Vitesco Technologies有iMCO工具,可以在多准則優化中找到相關參數之間的最佳平衡。因此,可以開發控制策略以在潛在的大規模生產中充分利用碳化硅半導體在牽引系統中的潛力。

6.總結與展望。

由於提高效率的巨大潛力,碳化硅這種半導體材料的使用在高壓應用中面臨突破。系統優化提供了實現逆變器和電機最大效率的解決方案。以D級車為例,通過對一些工作點的效率改進分析,映射出這些工作點對WLTP有效性的影響,提高了WLTP的里程。

眾所周知,碳化硅在開關狀態下的電導率高於目前使用硅IGBT的標准溶液。在車輛層面,與硅IGBT相比,使用碳化硅MOSFET可以將800 V電壓水平的系統效率提高3%。除了這個優點之外,碳化硅還可以顯著提高逆變器輸出的電壓轉換速率。

@2019

❸ 電動汽車DC/DC轉換器電磁兼容測試要怎麼測試

與車載汽車電子產品一樣的測試,參閱CISPR25、ISO7637等標准。

❹ 電動汽車什麼牌子的好[陸地方舟]電動汽車怎麼樣

陸地方舟是我國最早專門從事純電動汽車核心技術研發及生產的國家高新技術企業。
為了實現「還地球一個藍色天空」的夢想和「做世界最有價值的電動汽車企業」的願景,我們持續努力,堅持自主研發,自主創新,經過十餘年對電動汽車核心技術堅持不懈的自主研發,目前除自主擁有包括「三大電、三小電」在內的電動汽車的三項核心技術和八項關鍵技術外,還積累了豐富的產業化技術和經驗;截止2011年底,公司已擁有160多項專利,其中10幾項發明專利和歐美專利;去年底與江鈴集團合作的純電動轎車已成功通過碰撞試驗和1.5萬公里可靠性試驗,並獲得工信部235批公告,列入推薦目錄。同時,於5月11日在廣東佛山新能源汽車推廣應用綜合示範試點工作啟動,首批陸地方舟純電動汽車在廣東佛山正式上牌上路。
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❺ 電動汽車動力電池故障實例

什麼是動力電池系統?

電動汽車中高壓系統的作用是保證整車系統的動力和電能的傳輸,隨時檢測整個高壓系統的絕緣故障、開路故障、接地故障和高壓故障。保障整車設備和人員安全是首要任務,也是電動汽車產業化的關鍵技術之一。電動汽車的主要部件動力電池系統是高壓部件,其設計直接影響整車的安全性和可靠性。在動力電池系統中,故障可分為感測器故障、執行器故障和部件故障等。動力電池系統的故障診斷和處理是非常必要的。

電動汽車動力電池安裝位置動力電池系統故障根據故障發生的位置可分為三類,即單體電池故障、電池管理系統故障、線路或連接器故障。

1.單電池故障

有三種電池故障:

第一種故障電池性能正常,不需要更換。相應的故障包括單體電池的低SOC和單體電池的高SOC。如果單體電池的SOC較低,在汽車行駛過程中,電池的電壓會首先達到放電截止電壓,這將降低電池組的實際容量,單體電池應該重新充電。如果單體電池的SOC偏高,電池在充電結束時會先達到充電截止電壓,會影響充電容量,所以單體電池需要單獨充放電。第二種故障電池性能嚴重下降,應立即更換。相應的故障包括單體電池容量不足和單體電池內阻大。在電池組中,最小電池容量也限制了整個電池組的容量,因此電池容量不足的故障會影響車輛的行駛 里程 ( 查成交價 | 車型詳解 )。如果鋰離子電池內阻過大,會嚴重影響電池的電化學性能,如極化嚴重、活性物質利用率低、循環性能差等。第三類故障電池影響行車安全,對應的故障包括單體電池內部短路;單體電池外部短路;單體電池極性顛倒,在強烈振動下,鋰離子電池的活性物質、接線柱、外連接線和焊點可能會斷裂或脫落,導致單體電池內部短路或外部短路故障。通常單體電池前兩次失效可能有兩個原因:一是動力電池分組時單體電池的均勻性,單體電池的SOC、容量、內阻存在差異;第二,在組申請過程中,由於申請環境的不同,單個單元格的均勻度差異增大,加劇了單個單元格的不一致性。

2.電池管理系統故障

電池管理系統對保證電池組的安全和使用壽命,最大限度地提高電池系統的效率起著重要的作用。電池管理系統通常對單體電壓、總電壓、總電流和溫度進行實時監測和采樣,並將實時參數反饋給車輛控制器。

電池管理系統除了監控電池性能參數和實施電氣性能管理外,還具有基於熱管理的應用環境管理,對電池進行加熱和冷卻,保證電池良好的應用環境溫度和溫度場一致性。

如果電池管理系統出現故障,就會失去對電池的監控,無法估計電池的SOC,容易導致電池過充、過放、過載、過熱、不一致性的增加,影響電池的性能、使用壽命和行車安全。電池管理系統故障包括CAN通信故障、總電壓測量故障、單體電池電壓測量故障、溫度測量故障、電流測量故障、繼電器故障、加熱器故障和冷卻系統故障等。

3.線路或連接器故障

或者線路連接器的故障診斷對於確保行車安全和車輛可靠性同樣重要。例如,由於車輛的振動,電池之間的連接螺栓可能變得松動,電池之間的接觸電阻增加,電池之間出現虛連接故障,導致電池組內部能量損失增加,導致車輛動力不足,行駛里程短。極端情況下還會引起高溫、電弧、電池電極和連接件熔化,甚至引發電池起火等極端電池安全事故。電動汽車在運行過程中,可能會出現單節電池之間的相對跳動,導致兩節電池之間的連接件斷裂。電池盒和電動車之間的電氣連接也是故障的高發部位。長時間振動後,電連接器容易出現誤連接、燒蝕和接觸不良。

動力電池系統常見故障及處理方法▼

電機驅動系統

電機驅動系統的故障主要分為電機故障和電機控制器故障。

驅動電機是轉換電能和機械能實現車輛驅動的關鍵部件,是典型的機電混合動力。電機故障涉及的因素很多,如電路系統、磁路系統、絕緣系統、機械繫統和通風散熱系統等。任何系統的故障或它們之間的不良協調將導致電機故障。因此,電機故障比其他設備故障更加復雜,電機故障診斷涉及的技術也更加廣泛。

驅動電機此外,電機的運行也與其負載和環境因素有關。電機在不同的狀態下運行,表現出不同的故障狀態,這進一步增加了電機故障診斷的難度。

一般來說,電機故障可分為機械故障和電氣故障。

主要機械故障包括定子鐵芯損壞、轉子鐵芯損壞、軸承損壞和軸損壞。故障原因是振動、潤滑不足、轉速過高、靜載荷過大和過熱引起的磨損、壓痕、腐蝕、電蝕和開裂。

電氣故障主要是定子繞組故障和轉子繞組故障,故障原因包括接地、短路、開路、接觸不良和鼠籠條斷裂等。由於設備本身的結構和物理特性以及它們之間的電磁兼容性,電機控制器的故障也成為電機驅動系統故障的主要原因。

電機的故障主要包括以下幾類:IGBT故障、輸入電源線和接地線故障、整流二極體短路、DC母線接地錯誤、DC側電容短路、晶閘管短路、溫度超限報警、相電流過流、過壓欠壓等高壓電氣系統故障。

電機控制器是驅動電機的「大腦」,接收來自整車VCU的控制信號,同時完成動力電池輸出DC電壓到交流電壓的逆變過程和能量回收交流電壓到DC電壓的整流過程。

電動車電機控制器常見故障及處理方法▼電機常見故障及處理方法▼ @2019

❻ 汽車電子電磁兼容的汽車電磁兼容國際性標准

ISO 11451 系列和ISO11452系列
ISO 11451 《道路車輛—窄帶輻射電磁能量所產生的電氣干擾—整車測試法》(Road vehicles–Electrical disturbances by narrowband radiated electromagneticenergy–vehicle test methods)。該標准為抗窄帶電磁輻射源產生的電磁干擾的整車測試方法,ISO 11451包括4部分。分別為:
ISO11451-1《第1部分概述和定義》
ISO11451-2《《第2部分車外輻射源》
ISO11451-3《《第3部分車內內部發射機模擬》
ISO11451-4《第4部分:大量電流注入(BCI)》
ISO11452《道路車輛—窄帶輻射電磁能量所產生的電氣干擾—零部件測試法》(Road ISO vehicles–Electrical disturbances by narrowband radiatedelectromagnetic energy–Component test methods)
該標准為抗窄帶電磁輻射源產生的電磁干擾零部件測試方法。ISO 11452包括11部分。分別為:
ISO 11452-1《第1部分:概述和定義》
ISO 11452-2《第2部分:自由場法》
ISO 11452-3《第3部分:TEM小室法》
ISO 11452-4《第4部分:BCI法》
ISO 11452-5《第5部分:帶狀線法》
ISO 11452-6《第6部分:平行板法》
ISO 11452-7《第7部分:射頻電源注入》
ISO 11452-8《第8部分:磁場抗擾度》
ISO 11452-9《第9部分:攜帶型發射機》
ISO 11452-10《第10部分:傳導抗抗擾度》
ISO 11452-11《第11部分:混響室法》
ISO 7637系列
ISO 7637《道路車輛—由傳導和耦合產生的電騷擾》(Road vehicles-Electric disturbances by conction and coupling)本標准描述的是汽車上電氣設備所經常產生的一些常見瞬態干擾信號,通過導和耦合方式對被測設備造成干擾的測試及評價方法。
ISO 7637包括三部分,分別為:
ISO7637-1第一般部分定義和一般描述
ISO7637-2第2部分:沿電源線的電瞬態傳導
ISO7637-3第3部分:沿電源線以外的其他線纜的電瞬態傳導
ISO 10650
ISO 10650《道路車輛—靜電放電產生的電氣干擾》(Road vehicles–Electrical disturbances from electrostatic discharge),該標准涉及的是人體與車輛接觸時所產生的靜電放電對車輛電子器件所造成的影響。
CISPR 12《車輛、機動船和內燃發動機驅動裝置的無線電騷擾特性的限值和測量方法》(Vehicles,boats,and internal combustion engine drivendevices–radio disturbance characteristics–limits and methods ofmeasurement)本標準是保護建築物內廣播電視設備免受來自車輛、船和內燃發動機驅動裝置所產生的電磁騷擾。
CISPR 25《用於保護用在車輛、機動船和裝置上車載接受機的無線電騷擾特性的限值和測量方法》(Limits and methods of measurement of radiodisturbance characteristics for the protection of receivers used on boardvehicles,boats,and on devices),本標準是保護用在車上、船上和裝置上的接受機免受無線電騷擾,規定了限值和測試方法。
3.3.295/96/EC、97/24/EC和2000/2/EC指令
95/96/EC-車輛保安系統(Vehicles security systems)指令是有關汽車保安系統,即防盜和報警系統。
37/24/EC-輪式車輛(Wheeled vehicles)指令是有關二輪或三輪車輛方面的電磁兼容要求。
2000/2/EC—森林和農用拖拉機(Forestry and agricultural tractors)指令是針對75/322/EEC指令的修訂,是針對森林機械和農用拖拉機所制定的指令。
3.3.2ECE R10指令
ECE R10指令是有關車輛電磁兼容方面的統一條款。本法規內容基本上等效於95/94/EC,不同之處是增加了一些特例和管理上的條款。特例包括對窄帶信號、靜電放電和傳導瞬態干擾的規定。法規共包括9個附件。
附件1認可標記位置尺寸安排
附件2A有關汽車整車電磁兼容型式認證的信息文件模式
附件2B有關電氣、電子組件電磁兼容型式認證的信息文件模式
附件3A汽車整車型式認證通訊表格模式
附件3B電氣/電子組件型式認證通訊表格模式
附件4測量車輛產生的寬頻電磁騷擾方法
附件5測量車輛產生的窄帶電磁騷擾方法
附件6車輛對電磁輻射抗擾度的測試方法
附件7測量電氣/電子組件產生的寬頻電磁騷擾方法
附件8測量電氣/電子組件產生的窄帶電磁騷擾方法
附件9測量電氣/電子組件對電磁輻射抗擾度的測試方法 SAE有關汽車電磁兼容方面的標准主要有SAE J551和SAE J1113,SAE J551主要針對整車,而SAE J1113主要針對零部件。
SAE J551標准
SAE J551標准中包括抗擾度的測試方法有6部分,輻射的測試方法有4部分。第2部分至第5部分為輻射測量,第11部分至第17部分為抗擾度測量。
第1部分為車輛裝置的電磁兼容的限值和測試方法總則(60Hz~18GHz)。
第2部分為車輛、機動船和點火發動機驅動裝置的無線電騷擾特性的限值及方法(30Hz~1GHz),等效於CISPR 12。
第3部分窄帶測量。
第4部分是車輛和裝置的寬窄帶測量方法和限值(150KHz~1000MHz),等效於CISPR 25。
第5部分為電動車寬頻磁場和電場強度的限值和測量方法(9KHz~30MHz)。
第11部分為來自車外干擾源的整車電磁抗擾度(100KHz~18GHz),等效於ISO 11452-2。
第12部分為來自車載發射機干擾源的整車抗擾度測量(1.8MHz~1.3GHz),等效於ISO 11451-3。
第13部分為大電流注入(1Hz~400MHz)。等效於ISO 11451–4。
第14部分為混響室。
第15部分為靜電放電,等效於ISO 10605。
第16部分為抗瞬態電磁干擾。
第17部分為抗電源線磁場干擾(60Hz~30KHz)。
SAE J1113標准
SAE J1113標准包括抗擾度的測試方法,有14部分,輻射的測試方法有2部分。
第41部分至第42部分為輻射測量,第1部分至第27部分中共14部分為抗擾度測量。
第1部分為汽車零部件的電磁敏感性的測量過程及限值總則(60Hz~18GHz)。
第2部分為傳導抗擾度測量—導線法(30Hz~250KHz)。
第3部分為傳導抗擾度測量—射頻(RF)功率直接注入法(250KHz~500KHz),等效於ISO 11452-7。
第4部分為輻射電磁場抗擾度測量—BCI法,等效於ISO 11452-4。
第11部分為針對電源線的瞬態傳導抗擾度,等效於ISO 7637-2(除測試脈沖5外)。
第12部分為通過傳導和耦合產生的電氣干擾—耦合鉗法,等效於ISO 7637。
第13部分靜電放電,等效於ISO/CD 10605E。
第21部分為用於電磁抗擾度測量的暗室(10KHz~18GHz),等效於ISO 11452-2。
第22部分為由電源線產生輻射磁場的抗擾度測量(60Hz~30KHz)。
第23部分為輻射電磁場抗擾度測量—帶狀線法,等效於ISO 11452-5。
第24部分為輻射電磁場抗擾度測量—TEM小室法(10KHz~200MHz)。
第25部分為輻射電磁場抗擾度測量—三層板法(10KHz~500MHz)。
第26部分為交流功率電場抗擾度測量(60Hz~30KHz)。
第27部分為輻射電磁場抗擾度測量—混響室法。
第41部分為用於保護車載接受機的車內零部件與組件的無線電干擾特性測量方法及限值,等效於CISPR 25。
第42部分為對於瞬態傳導輻射的電磁敏感度,等效於ISO 7637–2。
除了上述汽車專用的電磁兼容標准外,進行汽車EMC測試還涉及的通用標准有國際電工委員會IEC-4-3輻射(射頻)電磁場抗擾度試驗和美國國家標准ANSI63.4低壓電子電器設備無線電雜訊發射測量方法,這兩個標准主要是暗室用於測量場均勻性和歸一化場地衰減。

❼ 北汽新能源汽車高壓無法充電,那順好不好

電動汽車中高壓系統的功能是確保整車系統動力電能的傳輸,並隨時檢測整個高壓系統的絕緣故障、斷路故障、接地故障和高壓故障等,是確保整車設備和人員安全的首要任務,也是電動汽車產業化的關鍵技術之一。
電動汽車的主要部件----動力電池系統屬於高壓部件,其設計的好壞直接影響著整車安全性及可靠性。在動力電池系統中,從故障發生的部位看,分為感測器故障、執行器故障(接觸器故障)和部件故障(電芯故障)等,動力電池系統故障診斷及處理十分必要。
動力電池系統故障按照故障發生的部位可以分為三類,即單體電池故障、電池管理系統故障、線路或連接件故障。
(1)單體電池故障單體電池的故障包括三種。
①第一種故障電池性能正常,無需更換,對應故障有單體電池soc偏低和單體電池soc偏高。如果單體電池SOC偏低,則該電池在汽車行駛過程中,電壓最先達到放電截止電壓,使得電池組實際容量降低,應對該單體電池進行補充充電。如果單體電池soc偏高,則該電池在充電末期最先達到充電截止電壓,影響充電容量,需對該單體電池進行單獨補充放電。
②第二種故障電池性能衰退嚴重,應立即更換,對應故障有單體電池容量不足和單體電池內阻偏大。在電池組中,最小的單體電池容量也限制了整個電池組的容量,因此發生單體電池容量不足故障會影響車輛續駛里程。鋰離子電池內阻如果過大,會嚴重影響電池的電化學性能,如充放電過程中的極化嚴重、活性物質利用率低、循環性能差等。
③第三種故障電池影響行車安全,對應故障包括單體電池內部短路;單體電池外部短路;單體電池極性裝反,在強振動下鋰離子電池的極耳、極片上的活性物質、接線柱、外部連線和焊點可能會折斷或脫落,造成單體電池內部短路或者外部短路故障。
通常情況下,造成單體電池前兩種故障的原因可能包括兩個:一是動力電池成組時單體電池一致性問題,單體電池的soc、容量、內阻木身就存在差異;二是單體電池在成組應用過程中因為應用環境差異(如溫度、充放電電流)造成的一致性差異增加,加劇單體電池的不一致性。
(2)電池管理系統故障電池管理系統對於保障電池組的安全及使用壽命,最大限度發揮電池系統效能具有重要作用。電池管理系統通常對單體電壓、總電壓、總電流和溫度等進行實時監控采樣,並將實時參數反饋給整車控制器。電池管理系統除了對電池性能參數進行監控、實施電性能管理以外,還具有熱管理為主的應用環境管理,實施對電池的加熱和冷卻,確保電池的良好應用環境溫度以及溫度場的一致性。若電池管理系統發生故障,就失去了對電池的監控,不能估計電池的soc,容易造成電池的過充、過放、過載、過熱以及不一致性問題的增加,影響電池的性能、使用壽命和行車安全。
電池管理系統故障包括CAN通信故障、總電壓測量故障、單體電壓測量故障、溫度測量故障、電流測量故障、繼電器故障、加熱器故障和冷卻系統故障等。
(3)線路或連接件故障線路或連接件故障的診斷對於確保行車安全和整車的可靠性同樣重要。例如,因為車輛的振動,電池間的連接螺栓可能會出現松動,電池間接觸電阻增大,發生電池間虛接故障,以致電池組內部能量損耗增加,造成車輛動力不足和續駛里程短,在極端情況下還能引起高溫,產生電弧,熔化電池電極和連接片,甚至造成電池著火等極端電池安全事故。
在電動汽車運行過程中,單體電池之間可能發生相對跳動,造成兩電池間的連接片折斷。電池箱和電動汽車的電氣連接也是故障的高發點,電插接器在經歷長時間振動後容易產生虛接,出現易燒蝕、接觸不良等故障。
2.2電動機驅動系統
電動機驅動系統的故障主要分為電動機故障與電動機控制器故障。
電動機是電能和機械能轉換,實現車輛驅動的關鍵部件,是典型的機電混合體。電動機故障涉及因素較多,如電路系統、磁路系統、絕緣系統、機械繫統以及通風散熱系統等。任何一個系統工作不良或其相互之間配合不好均會導致電動機出現故障,所以,電動機故障要比其他設備的故障更復雜,電動機故障診斷所涉及的技術范圍更廣。此外,電動機的運行還與其負載情況、環境因素有關。電動機在不同的狀態下運行,表現出的故障狀態各不相同,這進一步增加了電動機故障診斷難度。通常而言,電動機的故障可分為機械故障與電氣故障。機械方面的主要故障有定子鐵芯損壞、轉子鐵芯損壞、軸承損壞和轉軸損壞,其故障原因為由振動、潤滑不充分、轉速過高、靜載過大、過熱而引起的磨損、壓痕、腐蝕、電蝕和開裂等;電氣方面的故障則主要是定子繞組故障與轉子繞組故障,故障原因包括電動機繞組接地、短路、斷路、接觸不良和鼠籠斷條等。
因為器件本身的結構和物理特性以及相互間的電磁兼容性問題,電動機控制器故障也成為電動機驅動系統發生故障的主要原因。電動機控制器的故障主要包括以下幾類:IGBT故障、輸入電源線和接地線故障、整流二極體短路、直流母線接地錯誤、直流側電容短路、晶閘管短路、溫度超限報警、相電流過流、過電壓以及欠電壓等高壓電氣系統故障。電動知家收集整理電動機常見故障及處理方法見表2。主電動機控制器常見故障及處理方法見表3。

❽ 電動汽車電磁干擾現象的防護措施有哪些

電動汽車主要由電池提供動力。但是當車輛加速時,由於瞬時電流的快速增加,瞬時電壓變得很小,會影響車輛的動態性能。車內的逆變器可以增加電池的供電能力,將電壓提升到正常水平,有效提升新能源汽車的加速功能,提升車輛的動力性能。但在逆變器正常運行時,由於開關管的高速開關動作,會產生較大的電壓和電流變化率,造成嚴重的電磁干擾。對於電動汽車電磁干擾的抑制,設計前期可以採取的抑制措施很多,後期可以採取的抑制方法可能會受到很多條件的限制。另外,如果在新能源汽車設計初期就考慮車內電子設備之間的電磁兼容性,成本會更低。

添加無源電磁干擾濾波器

在汽車系統中添加濾波器的目的是阻斷電磁干擾的傳播路徑,從而抑制傳導的電磁干擾。但如果只增加濾波器,很大程度上是由於負載端阻抗不匹配,會造成更嚴重的反射損耗;也有可能濾波器的參數和結構是固定的,在實際工作過程中會受到不斷變化的工作環境的影響,抑制效果會減弱,寄生參數對電路的影響也會減弱。因此,無源電磁干擾濾波器的安裝從根本上避免了上述傳統濾波器的缺點,對傳導電磁干擾具有良好的抑制效果。可以看到,如果有電磁干擾信號,監測點會完成信號的檢測過程,在補償點完成對檢測信號的等反向疊加電壓補償,從而抑制電磁干擾的產生和傳播。

❾ 電磁兼容標準的分類

電磁兼容標准分為基礎標准、通用標准、產品類標准和專用產品標准。 描述了EMC現象、規定了EMC測試方法、設備,定義了等級和性能判據。基礎標准不涉及具體產品。
產品類標准:針對某種產品系列的EMC測試標准。往往引用基礎標准,但根據產品的特殊性提出更詳細的規定。 由於汽車中的某些電器電子設備工作時會產生影響或破壞其他電子設備工作的電磁干擾信號,如火花塞放電、開關或觸點的閉合及斷開、電機的電刷、電子控制器等都會產生較大能量的干擾脈沖。脈沖信號具有很寬的頻譜,包括長波、中波、短波、米波等,通過向空中輻射以及電源線傳導的方式干擾其他電子設備的正常工作,是車內及車外電磁環境的污染源。我們把任何可能引起裝置、設備或系統性能降低或產生損害作用的電磁現象稱為電磁干擾(EMI)。另一方面,由於車上大量電子設備的使用,如電子控制器、電子開關以及大量功率半導體器件,都對來自其他系統電磁干擾信號具有相當的敏感性,性能會受到影響,如控制器會發出錯誤的指令,直接威脅、到車輛安全,必須具有足夠的抵抗外來干擾的能力,才能保證設備或系統的可靠工作。因此,我們把在有電磁干擾環境下電子設備或系統能正常工作、無性能降低或故障的現象稱為電磁抗擾(EMS)。
電磁兼容包括電磁抗擾和電磁干擾兩個方面,即設備或系統在其電磁環境中能正常工作且不對該環境中其他設備或系統構成不能承受的電磁干擾。汽車電器電子設備處於非常復雜的電磁環境中,有來自車外的無線通信、高壓線、雷電等,有車內向車外的輻射以及車內各系統間的相互干擾。汽車電磁兼容學已成為國內外矚目的迅速發展的學科,包括對電磁干擾源的研究、對電磁干擾傳播特性的研究、對敏感設備抗擾能力的研究、對測量設備測量方法與數據處理方法的研究、對於各電器電子系統內及系統間電磁兼容性的研究。
在汽車電器電子設備或系統的開發與設計過程中要採取正確的防護措施(屏蔽、濾波等),減少本身的發射,減少線路的傳導,從硬體及軟體設計著手提高設備或系統的抗擾性能。中國汽車電磁兼容的研究始於20世紀90年代,到2005年制定的標准涉及有如下方面:汽車對外電磁輻射標准(GB14023-2000)、用於保護車載接收機的電磁輻射標准(GB18655-2002)、汽車電子設備應耐受的輻射騷擾的強度標准(GB/T17619-1998)、電動車輛對外電磁輻射標准(GB/T18387-2001)等。
開展汽車電磁兼容技術的研究需要很大的投入,中國起步較晚,行業整體水平還較低。在汽車行業大發展、汽車電子技術廣泛應用的形勢下,更需要行業的共同努力來提高中國汽車的電磁兼容水平。

❿ 汽車高壓線束與電動汽車充電線束的幾大區別

我們都知道在新能源汽車充電樁領域,線束一般可以分為兩個類別:
1、以電動汽車內部為代表的線束,包擴高壓線束與低壓線束可以歸類為一個類別;
2、以充電樁線束可以歸類為另外一個類別。
那麼它們之間的區別在那裡呢?
經過小編不懈的努力終於找出它們之間的幾個區別點,分別如下:
一、敷設不同
線束敷設一般是指線束從配電箱出來以後到達用電設備或另一個配電箱的走線方式。線束敷設方式是根據不同環境條件性質而變化的。
汽車高壓線束屬於固定敷設,只是個別點靜態彎曲半徑很小;充電線束屬於移動敷設,動態彎曲半徑小。
二、耐熱不同
汽車高壓線束耐熱越高越好,耐熱越高,載流量越大,所以起步就是125度,高的有180度(硅橡膠),200度(氟橡膠);充電線束一般暴露在外部,不能太熱,最高不要超過70度,否則會造成燙傷。
三、對EMI要求不同
首先介紹一下EMI、EMC。
電磁兼容(EMC)是對電子產品在電磁場方面干擾大小(EMI)和抗干擾能力(EMS)的綜合評定,是產品質量最重要的指標之一,電磁兼容的測量由測試場地和測試儀器組成。
汽車高壓線束為了不影響車內通信控制功能,對EMI要求很高,必須符合汽車的EMC標准;充電時車是停下的,充電線束不需要滿足汽車的EMC標准,只需要滿足相關環境的EMC標准,如加油站,住宅小區的有關標准。
四、保護措施不同
汽車高壓線束周圍要採取必要的保護措施;充電線束沒有保護措施,要承受各種沖擊和紫外線暴曬。
五、物理性能要求不同
汽車高壓線束需要符合汽車的耐磨要求;充電線束要符合移動線束的抗碾壓要求。
六、耐化性能不同
汽車高壓線束要耐受汽車上能接觸的各種液體;充電線束要耐受汽車外生活環境的各種液體。
七、尺寸要求不同
汽車高壓線束受空間限制,對尺寸要求嚴格,要求尺寸越小越好;充電線束沒有尺寸限制,可以做的更粗更大。
八、顏色要求不同
國際上規定汽車高壓線束的顏色為橙色;對充電線束顏色沒有要求。
九、線束芯數不同
汽車高壓線束為了便於敷設,通常以單芯為主;充電線束通常是一根多芯綜合線束,既有高壓主線,又有地線,還有低壓信號線,甚至還有通信雙效線(CAN)。
十、國際標准不同
汽車線國際標准由ISO組織負責制定;充電線國際標准歸IEC組織負責制定。

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