探究电驱动电磁兼容EMC开发测试闭环方案的建立

新能源汽车电驱动系统的电磁干扰问题一直是汽车工业界的技术难题。受制于电磁干扰法规测试超标的困扰，无论是电驱动零部件厂家还是整车厂均想要攻克电驱系统潜在的电子安全难题。

重庆清研理工电子技术有限公司结合重庆理工大学产学研平台，协同重庆清研理工汽车智能技术研究院有限公司创新研发，潜心扎根技术瓶颈研究，先后建立电驱动电磁兼容测试平台、电驱动电磁兼容设备开发、电驱动电磁兼容仿真平台，形成技术开发的细分领域的闭环方案，希望从根本上解决电驱动电磁干扰过高的技术瓶颈。

未来我们将继续在细分领域持续投入与研发，计划在2022年前后提出电驱动系统无屏蔽方案的整套解决技术，大大降低整车成本，为全球新能源汽车电磁兼容发展提供技术驱动力。

一电驱动系统电磁兼容解决方案闭环

二电驱动系统为新能源汽车主要电磁干扰源

新能源汽车电驱动系统是高电压、大电流、高功率的电力电子装置系统，其中包括驱动电机控制器（DC-AC逆变器）、发电机控制器（AC-DC整流器）、高低压电源变换器（DC-DC变换器）和辅助电机控制器（DC-AC逆变器）等功率变换控制器，其主要采用绝缘栅场效应管（IGBT）和金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）等。

这些功率半导体器件在通过脉宽调制（PWM）进行能量变换过程中，可产生高功率电磁干扰（Electromagnetic Interference， EMI），致使新能源电磁兼容（Electromagnetic Compatibility， EMC）问题日益突出，并严重制约新能源汽车的发展。电驱动系统是新能源汽车中最主要的电磁干扰源，优化设计与评测其电磁兼容性能成为该产品开发的关键环节。

三电驱动电磁兼容测试评估平台

---电驱系统加载EMC试验

国际标准CISPR 25、国标GB/T 18655与最新电驱电磁兼容标准GB/T 36282都明确规范了测试方法与测试设备要求：电驱动系统在测功机模拟实际带载工况下进行电磁传导发射、辐射发射与抗扰测试。重庆清研理工电子技术有限公司主持推出Motor-Chamber，攻克电驱动系统加载EMC试验难题。

测试标准：GB/T 36282

原理：对新能源汽车用电驱系统的电磁兼容特性进行测评

测试能力：

1）供电电压 1000V、电流500A

2）台架功率 220kW、最高扭矩1000N·m、最高转速7000rpm（可实现对额定转速为14000rpm电驱系统的加载EMC测试）

四电驱动电磁兼容测试装备开发

---Motor-Chamber装备开发

Motor-Chamber依托重庆理工大学产学研平台，由重庆清研理工电子技术有限公司联合重庆理工清研凌创测控科技有限公司与艾姆克科技有限公司共同完成。

Motor-Chamber的电磁兼容设计主要包括：半波暗室整体设计、穿墙轴的屏蔽设计、轴电流抑制、电源滤波器设计等方面。

1.半波暗室整体设计

电驱动系统电磁兼容测试系统布局（左图）与测试连接接口示意（右图）

2.测试台架设计及仿真

测试台架设计图

3.穿墙轴设计与应用

示意图：轴电流仿真分析

4. EMC暗室底噪

测试布置：依据CISPR25标准

测试条件：测功机空载150A

电流测试等级：全频段低于CLASS5 20dB以上

10kHz-30MHz

30MHz-200MHz

垂直极化

30MHz-200MHz

水平极化

200MHz-1GHz垂直极化

200MHz-1GHz水平极化

1GHz-2.5GHz垂直极化

(未安装预放)

1GHz-2.5GHz水平极化

(未安装预放)

五电驱动系统电磁兼容仿真开发

---传导发射仿真开发

根据GB/T 18655-2018（CISPR 25: 2016）的相关要求进行电驱系统传导发射仿真，为工程化应用提供开发设计方案。

技术开发路线

1.建立各连接部件三维电磁场模型

2.建立电驱系统传导发射仿真平台

3.双脉冲测试平台搭建

双脉冲测试平台

4.发射仿真与实验对比

LISN正极端传导发射电压信号仿真值-时域

LISN正极端传导发射电压信号仿真与测试结果对比-频域

IGBT发射极对地电压仿真与测试结果对比-时域

IGBT发射极对地电压仿真与测试结果对比-频域

编辑：jq