CN111474435A - 一种电动汽车交流充电电磁干扰的测试系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明创造提供了一种电动汽车交流充电电磁干扰的测试系统及方法,包括交流模拟充电单元、电磁干扰测试单元;所述交流模拟充电单元用于为待测车辆充电;所述电磁干扰测试单元,包括辐射发射测试电路和传导发射测试电路;所述辐射发射测试电路,用于获取被测车辆在交流充电状态下所形成的辐射干扰;传导发射测试电路,用于获取被测车辆在交流充电状态下电源线上所形成的传导干扰。本发明创造所述的一种电动汽车交流充电电磁干扰的测试系统及方法,可以准确模拟整车的实际充电工况,并有效排除其它设备或因素对于测试结果的影响。

Description

一种电动汽车交流充电电磁干扰的测试系统及方法
技术领域
本发明创造属于电磁兼容测试领域,尤其是涉及一种电动汽车交流充电电磁干扰的测试系统及方法。
背景技术
电动汽车交流充电是指交流电网依次经交流充电设备、充电连接装置以及车载充电机等装置,将工频50Hz单相或三相交流电调整为校准的电压/电流,从而实现为电动汽车动力电池等储能装置提供电能的过程。
电动汽车在交流充电过程中,动力电池、车载充电机、高压配电箱以及高压电源线等零部件处于高压、大电流工作状态,一方面车辆会产生较强的电磁干扰信号,并通过辐射或传导等方式影响车内外电磁环境;另一方面为保障车辆能够安全、正常充电,车辆应能承受一定的电磁干扰。
在电动汽车电磁兼容领域,ECE R10 Rev.5Uniform provisions concerning theapproval of vehicles with regard to electromagnetic compatibility(就电磁兼容性方面批准车辆的统一规定)和IEC 61851-21-2Electric vehicle charging systemPart 21-2EMC requirements for OFF board electric vehicle charging systems(电动车辆传导充电系统第21-2部分非车载电动车辆充电系统的电磁兼容性要求)等国际标准法规规定了电动汽车在交流充电状态下整车电磁兼容性测试方法及要求,但该方法直接将交流充电设备引入测试系统,且未细化或明确交流充电设备以及连接线缆(主要包括交流电源线、中线、地线、控制导引线)等装置的布置要求和电磁干扰应对措施。因此,在实际测试过程中,交流充电设备和高压电源线可能会产生额外电磁干扰,并影响最终测试结果。
发明内容
有鉴于此,本发明创造旨在克服上述现有技术中存在的缺陷,提出一种电动汽车交流充电电磁干扰的测试系统及方法,以准确模拟整车的实际充电工况,并有效排除其它设备或因素对于测试结果的影响。
为达到上述目的,本发明创造的技术方案是这样实现的:
一种电动汽车交流充电电磁干扰测试系统,包括交流模拟充电单元、电磁干扰测试单元、屏蔽装置,待测车辆停放在屏蔽装置内;
所述交流模拟充电单元包括用于为待测车辆充电的充电电路和用于控制充电电路的控制电路;
所述电磁干扰测试单元包括辐射发射测试电路和传导发射测试电路;所述辐射发射测试电路用于获取被测车辆在交流充电状态下所形成的辐射干扰;所述传导发射测试电路用于获取被测车辆在交流充电状态下电源线上所形成的传导干扰。
进一步的,所述控制电路包括依次连接的充电控制模块、光电转换器、第一接口板、电光转换器、电源开关、交流供电电源;
所述充电电路包括交流供电电源、电源开关、第一人工电源网络、第二人工电源网络、车辆插头;
所述交流供电电源引出的交流电源线和所述电光转换器引出的充电控制导引线构成充电线缆;所述交流电源线还连接电源开关和第二人工电源网络;所述充电控制导引线还连接第一人工电源网络;所述充电线缆连接车辆插头,车辆插头用于为待测车辆充电。
进一步的,所述第一接口板、电光转换器、第一人工电源网络、第二人工电源网络、车辆插头均置于屏蔽装置内;
所述充电电路的交流供电电源以及控制电路的充电控制模块、光电转换器都设置在屏蔽装置外侧;所述交流供电电源和电源开关置于设置在地面的电源槽内,电源槽顶部设有屏蔽用的金属地板。
进一步的,所述充电线缆上还设有钳形电流表;所述交流模拟充电单元还包括监控组件;所述监控组件用于监测钳形电流表电流数值和车辆仪表可充电储能系统荷电状态。
进一步的,所述辐射发射测试电路,包括接收机、接口板、接收天线;所述接收机经信号传输用同轴电缆、接口板和接收天线相连接;
所述交流模拟充电单元包括设置在充电电源线上的第二人工电源网络;所述接口板还连接第二人工电源网络传导干扰电压测试端口,构成传导发射测试电路,用于获取被测车辆在交流充电状态下电源线上所形成的传导干扰。
进一步的,所述电磁干扰测试单元还设有用于调整被测车辆测量面的移动组件;
所述移动组件包括转台;所述转台底部对应设有用于驱动其转动的电机;所述被测车辆、钳形电流表、第一人工电源网络和第一人工电源网络均置于转台上。
进一步的,所述转台上还设有绝缘支撑,充电线缆置于绝缘支撑上。
所述接口板、接收天线置于屏蔽装置内,接收机置于屏蔽装置外。
一种基于权利要求1所述的一种电动汽车交流充电电磁干扰测试系统的测试方法,包括如下步骤:
S1.安装交流模拟充电单元及电磁干扰测试单元;
S2.对所有装置进行低压供电,利用电磁干扰测试装置测量底噪,确保辐射测试条件;
S3.确认被测车辆电池状态,使其满足测试条件;
S4.利用充电模块装置输出电子控制信号,控制电源开关中继电器的闭合,并激活电动汽车充电功能;
S5.控制转台按固定转角调整被测车辆测量面,利用接收机快速预扫获取被测车辆所形成的辐射干扰信号,确定最大辐射干扰位置;
S6.以最大辐射干扰位置作为测量基准位置,利用接收机分别获取被测车辆辐射干扰和电源线传导干扰。
进一步的,所述步骤S3中,被测车辆电池荷电状态SOC为20%至80%。
相对于现有技术,本发明创造具有以下优势:
构建了一套较为规范的测试系统及方法,可实现电动汽车在交流充电状态下最大电磁干扰测试,且在测试过程中能够有效克服现有测试方法中充电桩和连接线缆等装置对于试验测量结果的影响;
此外,在提高试验数据准确度前提下,能够简化装置布置要求。
(1)现有测试方法将充电桩置于屏蔽装置内,为克服充电桩对于测量结果影响,通常需要对充电桩进行整体屏蔽,考虑整车厂及检测机构所用充电桩不同,充电桩屏蔽方式也会做出相应调整;
(2)现有测试方法将充电桩置于屏蔽装置外,连接线缆通常直接穿墙进入屏蔽装置,一方面充电桩会通过墙体孔洞对试验测量结果造成电磁干扰;另一方面高压线缆过长也会对试验测量结果造成影响。
附图说明
构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解,本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造,并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中:
图1为本发明创造实施例所述的测试系统原理图;
图2为本发明创造实施例所述的电动汽车在交流充电状态下整车辐射发射测试系统示意图;
图3为本发明创造实施例所述的电动汽车在交流充电状态下电源线传导发射测试系统示意图。
附图标记说明:
101、被测车辆;102、钳形电流表;103、第二人工电源网络;104、第一人工电源网络;105、交流供电电源;106、电源开关;107、电光转换器;108、光电转换器;109、充电控制模块;110、接收天线;111、接收机;112、金属地板;113、屏蔽装置;114、信号传输用同轴电缆;115、交流电源线;116、电源开关控制线;117、充电控制导引线;118、光纤;119、充电控制电缆;120、车辆插头;121、充电线缆;122、绝缘支撑;123、第一接口板;124、监控设备;125、车内监控设备,126、转台;127、转台电机及传动系统;128、转台控制线;129、转台控制装置;130、第二接口板。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明创造的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明创造和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明创造的限制。此外,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明创造的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。
1、电磁干扰测试单元
(1)交流模拟充电电路,主要包括充电控制模块、光电转换器、电光转换器、交流供电电源、电源开关、第二人工电源网络、第一人工电源网络、充电线缆、车辆插头。
(2)电磁干扰测试电路,主要包括屏蔽装置、接收机、接收天线、第二人工电源网络。
(3)移动组件,主要包括转台、电机及传动系统、控制线、控制装置。
(4)监控组件。
2、装置连接及使用说明
(1)充电控制模块经过光电转换器将电子控制信号转换成光信号,光信号经电光转换器再转换成电子控制信号,用于控制电源开关继电器闭合以及被测车辆充电。
(2)交流供电电源依次经电源开关和人工电源网络为被测车辆提供交流电。
(3)使用监控设备分别监控分别监测钳形电流表电流数值和车辆仪表可充电储能系统荷电状态,用于确定试验条件是否符合条件。
(4)在辐射发射测试系统中,接收机经信号传输用同轴电缆和接收天线相连接,用于获取被测车辆在交流充电状态下所形成的辐射干扰;在传导发射测试系统中,接收机经信号传输用同轴电缆和人工电源网络传导干扰电压测试端口连接,用于获取被测车辆在交流充电状态下电源线上所形成的传导干扰。
(5)控制转台调整被测车辆测量面,确定最大辐射干扰位置。
3、电磁干扰测试方法
(1)安装交流模拟充电装置及电磁干扰测试装置。其中,除充电控制模块、光电转换器以及接收机外,其它装置或设备均置于屏蔽装置中;交流供电电源和电源开关置于金属地板下面。
(2)对所有装置进行低压供电,利用电磁干扰测试装置测量底噪,确保辐射测试条件。
(3)确认被测车辆电池状态,使其满足测试条件(如可充电储能系统荷电状态是否SOC在20%至80%之间)。
(4)利用充电控制模块输出电子控制信号,控制电源开关中继电器的闭合,并激活电动汽车充电功能。
(5)控制转台按固定转角调整被车车辆测量面,利用接收机快速预扫获取被测车辆所形成的辐射干扰信号,确定最大辐射干扰位置。
(6)以最大辐射干扰位置作为测量基准位置,利用接收机分别获取被测车辆辐射干扰和电源线传导干扰。
如图1、图2、图3所示,充电控制模块109依次光电转换器108、光纤118、第一接口板123、电光转换器107将电子控制信号引入至屏蔽装置113内,电源开关控制线116与电源开关106相连,用于控制电源开关106中继电器的闭合;交流电源线115和充电控制导引线117分别经第二人工电源网络103和第一人工电源网络104隔离滤波构成充电线缆121,其中交流电源线115为车辆提供充电所需交流电,充电控制导引线117用于控制被测车辆101实现充电功能。充电线缆121置于绝缘支撑122(50mm后,低介电常数材料)上,然后通过车辆插头120与车辆连接。
被测车辆101、绝缘支撑122、钳形电流表102、接地人工电源网络103和接地阻抗稳定网络104等设备置于转台126,转台通过控制装置129控制转台电机及传动系统127来调整测量位置。
测试过程中,分别用监控设备124和车内监控设备125监测钳形电流表102电流数值和车辆101仪表可充电储能系统荷电状态(根据ECE R10要求,在试验过程中车辆可充电储能系统的荷电状态应处在20%~80%之间;交流充电的充电电流应不小于车辆持续最大充电电流值的80%),用于确定试验条件是否符合条件。
在辐射发射测试系统中,接收机111经信号传输用同轴电缆114、第二接口板130和接收天线109相连接,用于获取被测车辆101在交流充电状态下所形成的辐射干扰。
在传导发射测试系统中,接收机111经信号传输用同轴电缆114、第二接口板130和第二人工电源网络103传导干扰电压测试端口连接,用于获取被测车辆101在交流充电状态下电源线上所形成的传导干扰。
以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已,并不用以限制本发明创造,凡在本发明创造的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电动汽车交流充电电磁干扰测试系统,其特征在于:包括交流模拟充电单元、电磁干扰测试单元、屏蔽装置(113),待测车辆停放在屏蔽装置(113)内;
所述交流模拟充电单元包括用于为待测车辆充电的充电电路和用于控制充电电路的控制电路;
所述电磁干扰测试单元包括辐射发射测试电路和传导发射测试电路;所述辐射发射测试电路用于获取被测车辆(101)在交流充电状态下所形成的辐射干扰;所述传导发射测试电路用于获取被测车辆(101)在交流充电状态下电源线上所形成的传导干扰。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车交流充电电磁干扰测试系统,其特征在于:所述控制电路包括依次连接的充电控制模块(109)、光电转换器(108)、第一接口板(123)、电光转换器(107)、电源开关(106)、交流供电电源(105);
所述充电电路包括交流供电电源(105)、电源开关(106)、第一人工电源网络(104)、第二人工电源网络(103)、车辆插头(120);
所述交流供电电源(105)引出的交流电源线(115)和所述电光转换器(107)引出的充电控制导引线(117)构成充电线缆(121);所述交流电源线(115)还连接电源开关(106)和第二人工电源网络(103);所述充电控制导引线(117)还连接第一人工电源网络(104);所述充电线缆(121)连接车辆插头(120),车辆插头(120)用于为待测车辆充电。
3.根据权利要求2所述的一种电动汽车交流充电电磁干扰测试系统,其特征在于:所述第一接口板(123)、电光转换器(107)、第一人工电源网络(104)、第二人工电源网络(103)、车辆插头(120)均置于屏蔽装置(113)内;
所述充电电路的交流供电电源(105)以及控制电路的充电控制模块(109)、光电转换器(108)都设置在屏蔽装置(113)外侧;所述交流供电电源(105)和电源开关(106)置于设置在地面的电源槽内,电源槽顶部设有屏蔽用的金属地板(112)。
4.根据权利要求3所述的一种电动汽车交流充电电磁干扰测试系统,其特征在于:所述充电线缆(121)上还设有钳形电流表(102);所述交流模拟充电单元还包括监控组件;所述监控组件用于监测钳形电流表(102)电流数值和车辆仪表可充电储能系统荷电状态。
5.根据权利要求1所述的一种电动汽车交流充电电磁干扰测试系统,其特征在于:所述辐射发射测试电路,包括接收机(111)、第二接口板、接收天线(110);所述接收机(111)经信号传输用同轴电缆(114)、接口板和接收天线(110)相连接;
所述交流模拟充电单元包括设置在充电电源线上的第二人工电源网络(103);所述接口板还连接第二人工电源网络(103)传导干扰电压测试端口,构成传导发射测试电路,用于获取被测车辆(101)在交流充电状态下电源线上所形成的传导干扰。
6.根据权利要求5所述的一种电动汽车交流充电电磁干扰测试系统,其特征在于:所述第二接口板、接收天线(110)置于屏蔽装置(113)内,接收机(111)置于屏蔽装置(113)外。
7.根据权利要求1所述的一种电动汽车交流充电电磁干扰测试系统,其特征在于:所述电磁干扰测试单元还设有用于调整被测车辆(101)测量面的移动组件;
所述移动组件包括转台;所述转台底部对应设有用于驱动其转动的电机;所述被测车辆(101)、钳形电流表(102)、第一人工电源网络(104)和第一人工电源网络(104)均置于转台上。
8.根据权利要求7所述的一种电动汽车交流充电电磁干扰测试系统,其特征在于:所述转台上还设有绝缘支撑(122),充电线缆(121)置于绝缘支撑(122)上。
9.一种基于权利要求1所述的一种电动汽车交流充电电磁干扰测试系统的测试方法,其特征在于:包括如下步骤:
S1.安装交流模拟充电单元及电磁干扰测试单元;
S2.对所有装置进行低压供电,利用电磁干扰测试装置测量底噪,确保辐射测试条件;
S3.确认被测车辆电池状态,使其满足测试条件;
S4.利用充电模块装置输出电子控制信号,控制电源开关中继电器的闭合,并激活电动汽车充电功能;
S5.控制转台按固定转角调整被测车辆测量面,利用接收机快速预扫获取被测车辆所形成的辐射干扰信号,确定最大辐射干扰位置;
S6.以最大辐射干扰位置作为测量基准位置,利用接收机分别获取被测车辆辐射干扰和电源线传导干扰。
10.根据权利要求9所述的一种电动汽车交流充电电磁干扰测试系统的测试方法,其特征在于:所述步骤S3中,被测车辆电池荷电状态SOC为20%至80%。
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