摘要：纯电动汽车是新能源电动汽车的一种类型。随着纯电动汽车在市场领域的流通，其EMC问题也开始逐渐显露出来。本文旨在分析纯电动汽车整车EMC电磁兼容问题，指出电驱系统是解决这一问题的关键所在，探索电磁干扰的影响因素，找出症结，再据此提出解决这一问题的可行性思路。
关键词：纯电动汽车；整车EMC；可行性思路
符合绿色生活、低碳出行的新能源电动汽车深受大家的喜爱。据全国乘用车市场信息联席会公布的数据显示，2017年国内新能源电动汽车销量已达77.7万辆。如此惊人的销量，令人为之称奇。相较于传统汽车，纯电动汽车虽然环保能力很强悍，但是却很容易受到电磁干扰。传统汽车的供电系统的电压一般是12V或24 V。然而纯电动汽车供电系统的电压却是传统汽车的几百倍。故而纯电动汽车产生的电磁波强度也可能是传统汽车的几百倍。在高强度的电磁辐射波及范围内，车载电子设备的通信质量严重下降，其正常运行也受到了极大地挑战，不仅如此，周围车辆的电子设备的通信质量还会受到波及，对周围环境产生干扰，危及其行车的安全。因此，解决纯电动汽车的电磁兼容问题是确保增加纯电动汽车行车安全系数所解决的首要问题。
1问题概述
一般情况下，电磁兼容指的是在电磁环境中，设备或系统可以正常运行，且不对同一环境内的其他事物产生电磁干扰，影响其正常运行。电能应用区域在纯电动汽车中的各项组成部分中是应用较多的模块。正因如此，处理电磁兼容问题的难度系数也随之提升。这不仅影响纯电动汽车的推广，也不利于纯电动汽车的研究，提升制造水平。
较之于传统汽车来说，纯电动汽车储存能量用电池箱、汽车启动运行靠驱动电机和其控制器。详情参照图1纯电动汽车电气结构示意图。从图中信息可知，该款车型电气系统的主要构件有驱动电机和电机驱动控制器、电池及管理系统BMS、DC-DC转换器、整车控制器VCU和仪表。其中红色实线是高压线，其主要功能是传输能量；蓝色实线是信号线的载体，其主要功能是传输信号指令。驾驶人通过踩踏板换挡等方式，向纯电动汽车控制器发出指令，通过蓝线实行信号传递，该信号进入整车控制器VCU系统，经其辨别，了解驾驶员命令指向，调动其它组件配合驾驶员的行为，再借助蓝线的传输功能，目标牵引扭矩被精准的计算出来，电机控制器负责接收这类信息。电机控制器负责执行相关控制命令，完成汽车驱动。电机转速、直（交）流电压的相关情况也会被电机控制器传递给整车控制器和仪表。
电池管理系统BMS作为纯电动汽车储存能量的大仓库，电动汽车的电量是经由测量出的电池电压值和电池包的温度值的相关数据被计算出来的。这个信息再经由CAN总线的传输功能，传递给整车控制器，在仪表盘上显示出来。电动汽车中的CAN总线系统在整个车的运行中起着相当关键的作用，数据的传输、安全信号传递、控制信息等都需要借助于CAN总线，进行精确传递。如果纯电动汽车的电磁兼容能力相对弱，CAN总线的传递速度就慢，甚至会使传递信息发生错误，严重者可能导致数据传输失败，进而引发安全故障。
图1 纯电动汽车电气结构示意图
2.整车干扰因素分析
2.1电驱系统干扰
纯电动汽车在实际运行中需要靠电驱系统的正常运转才能保证汽车正常行驶。就目前的EMC测试结果来看，电驱系统在整车系统的EMC干扰问题中占很大比例。当然DC-DC转换器等其它电气设备也会对整车EMC产生电磁干扰。基于此，本文主要从电驱系统为切入点，研究分析纯电动车整车EMC电磁兼容问题。
2.2其本身干扰因素的影响
纯电动汽车中的电驱系统是整个汽车可以正常运行的关键所在，当然也是整车EMC电磁兼容最大的干扰因素。在其正常工作运行时，所承载的电压相当高，一般来说都在300 V以上；此外，在运行过程中，电压上升率也会随之增大最低值为1 GV/s，有时高达3 GV/s；而且UVW输出共模一般流经的电流量最小可达10A，最大可达30 A。基于以上三种原因，电驱系统对纯电动车整车EMC的电磁干扰很大。
2.3对外干扰路径的影响
上述是电驱系统本身的干扰因素分析，虽然它本身的干扰源很强大，但它对外产生干扰还需借以干扰路径的辅助。在整车系统中，一方面在整车中，电流直接流经区设置的屏蔽线较少，编织情况较稀疏，给电驱系统的电磁干扰传播提供了路径；另一方面直流部件连接端口并不是具有屏蔽干扰信号功能的接口，也有可能是屏蔽端子没有接好，也给电驱系统的电磁干扰传播提供了路径。
2.4对外干扰方式的影响
一种是以辐射的方式进行干扰，电驱系统借助功率、信号线缆对外进行电磁干扰辐射，车载设备接收的信号品质会变差。一般来说，整车上车载收音机会出现杂音，导航系统中GPS定位也会变得不准确。另一种是以传导的方式进行干扰，在设计过程中忽略了高频信号的干扰，通常情况下，整车上CAN通信会出现问题，有时候旋变也会出现问题。
3解决方案
3.1车载干扰源抑制技术
解决纯电动汽车整车EMC电磁兼容问题需要提升车载干扰源抑制技术，运用技术的手段削减纯电动车整车系统中散发和接收部位的电磁干扰信号，选取抗干扰能力强的材质，优化整车系统，只有干扰源得到抑制，没有可供电磁传播的路径，降低敏感源的存在，才能解决车载干扰源的电磁兼容问题。
3.2选用优质包裹材料
纯电动汽车的电气结构较为复杂，其电磁的兼容性融合起来也比较困难。驱动系统在运行过程中会产生大量的电流，通过辐射或传导的方式，散发电磁波，形成干扰。因此可以选用优质的材料，包裹车内各个部分。抗干扰能力强的材料，可以有效降低电磁干扰信号在传播中的强度，降低电磁干扰强度。
3.3采用优质滤波器
滤波器是削减电磁干扰信号的重要武器。采用优质的滤波器，可以提升纯电动汽车内部的电磁抑制水准，进而确保行车的安全。
3.4使用高质量的车体材料
车体材料也是削减纯电动汽车外部电磁干扰因素的重要条件。使用高质量的车体材料，采用抗电磁干扰的材料对汽车周身进行全方位的保护，可以有效地缩减外部电磁信号的干扰能力。
4结语
新型能源车的普及是必然趋势，纯电动汽车因其环保节能，符合绿色低碳生活的要求，必然会越来越受人们的喜爱。因此纯电动汽车整车EMC电磁兼容从根本上得到根治，增强其抗电磁干扰能力，确保其行车安全，是进一步推动纯电动车市场稳步运行的重要保障。本文分析了纯电动汽车整车EMC电磁兼容问题，并以此为契机，提出了一些合理的建议，旨在提高纯电动车的电磁兼容水平，增强其抗干扰能力，期望给同行的研究提供一些有价值的参考。
参考文献：
[1]李兴宇.电动汽车电驱动系统电磁兼容研究[J].汽车实用技术，2017，（14）：98-100.
[2]王洪武，张戟，杨腾飞.电动汽车驱动系统EMC问题研究现状[J].电子测量技术，2011，34（6）：18-22.
[3]李强，董红.电动汽车发展趋势及其电磁兼容问题[J].城市建设理论研究，2016，（14）：272.
论文作者:刘付彬
论文发表刊物:《基层建设》2018年第21期
论文发表时间:2018/9/11
标签：电动汽车论文; 干扰论文; 整车论文; 系统论文; 电磁论文; 电磁干扰论文; 控制器论文; 《基层建设》2018年第21期论文;