CN207007954U - 新能源汽车辐射骚扰风险评估简易测试系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及新能源汽车辐射骚扰风险评估简易测试系统。包括：EMI探头，所述EMI探头用于获取安装在整车上零部件与电缆的EMI数据，所述EMI数据为噪声源电流频谱数据，查清电磁兼容三要素中的电磁骚扰源、电磁耦合途径；频谱分析仪或者接收机4，用于显示电压幅度随频率变化的规律，测量各个频率上的干扰强度；所述EMI探头通过同轴电缆3与频谱分析仪或者接收机4连接。本简易测试系统设备简单、操作与维护方便，可及时发现整车测试中的EMI问题，并进行改进，确保整车一次性通过率，节省整车EMC整改测试成本。
Description
技术领域
本实用新型属于新能源汽车技术领域，具体涉及新能源汽车辐射骚扰风险评估简易测试系统。
背景技术
新能源汽车主要由蓄电池组、电机控制器及电机、DC/DC开关电源模块以及相关辅助连接线等组成独立的电力电子装置，与作为信号处理的数字电路相比，这种电力电子装置电压、电流变换率很高，其工作时产生的电磁干扰更严重。
这些电磁干扰可能以电磁波的形式向外辐射，也可能通过与之相连的电缆以干扰电流的形式向其他的设备传播，在汽车的有限空间内，这种干扰潜在的危害更严重，主要表现在：使车载电力电子设备的工作性能降级，降低器件的使用寿命，严重时会导致某些元器件被击穿而无法工作；使车载电力电子设备产生误触发动作，甚至可能导致其自身触发电路的误触发；影响系统间的通信安全；影响车外附近电子设备，或者附近道路车辆的正常工作。
总之，电磁兼容问题已成为新能源汽车发展过程中一个技术瓶颈之一，日益引起重视，国家强制执行新能源汽车整车EMC检测标准，如果EMC不达标，将无法向市场销售。
新能源汽车EMC测试标准GB/T 18387的频率测试范围主要针对的是9KHz～30MHZ的电场与磁场的辐射骚扰测试，此频段是电力电子装置IGBT、MOS等开关管电磁干扰的范围，也是新能源汽车最难以通过EMC项目。IGBT工作频率低(10KHZ以下)，大电流、高电压，电磁干扰强度大，理论与实测证明其干扰频率主要在10MHZ以下，导致整车EMI测试不通过的主要因素。这类电磁辐射骚扰(含30MHZ以下)主要通过电缆作为天线发射出去，测量电缆上的共模电流，可预测整车低频电磁骚扰。
现有整车电磁辐射骚扰测试实验室由一个“10米法”半电波暗室，配备有高端接收机、天线、同轴电缆、测试软件、电脑，用于整车测试。
整车EMC实验室建设，投资几千万，甚至上亿元，占用较大的厂场，而且建设周期2～3年，后期实验室维护还需要不少资金与人力，这会增加企业运行成本。
在整车电磁兼容实验室进行辐射骚扰测试，作为整车最终的EMC测试结果，无法快速精确定位到出问题的零部件与电缆。整车EMC实验室属于电磁场远场测试，不能准确、快速的分辨出是整车上哪一个零部件(EMI源头)、电缆(EMI天线)导致的RE超标问题，给整车EMI整改与分析带来不便。
发明内容
本实用新型旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型提供新能源汽车辐射骚扰风险评估简易测试系统，利用简易测试系统，为整车辐射骚扰(远场)测试与整改提供依据。
本实用新型的技术解决方案是：新能源汽车辐射骚扰风险评估简易测试系统，包括：
EMI探头，所述EMI探头用于获取安装在整车上零部件与电缆的EMI数据，所述EMI数据为噪声源电流频谱数据，查清电磁兼容三要素中的电磁骚扰源、电磁耦合途径；并根据电磁近场测试数据，以及电磁场近场与远场的关联系，为整车辐射骚扰(远场)测试与整改提供依据；
频谱分析仪或者接收机，用于显示电压幅度随频率变化的规律，测量各个频率上的干扰强度；
所述EMI探头通过同轴电缆与频谱分析仪或者接收机连接。
根据本实用新型实施例，EMI探头包括铁氧体磁环、近场探头、所述铁氧体磁环是电缆电流耦合钳。
根据本实用新型实施例，所述近场探头的头部是一个线圈，电缆电流耦合钳是磁芯，所述线圈缠在磁芯上。
根据本实用新型实施例，所述铁氧体磁环是初级线圈一个匝数为1的变压器。
采用新能源汽车辐射骚扰风险评估简易测试系统的测试方法，步骤包括：
S1：顶起新能源汽车后轮，让后轮悬空空转运行；
S2：找出整车上零部件的全部电缆，用一颗铁氧体磁环卡在选中的一根线缆上；
S3：铁氧体磁环同时卡住EMI近场探头；
S3：用实时频谱模式对电缆上的电流进行频谱分析，所述频谱为9K-30M频段；
S4：用一个较大直径的铁氧体磁环同时套在零部件的动力电缆上，铁氧体磁环同时穿过近场探头；
S5：用实时频谱模式对零部件动力电缆线上的共模电流进行频谱分析，所述频谱为9K-30M频段；
S6：结合两组频谱特性曲线，找到曲线上幅度较大的频率点。
所述频谱分析仪分辨带宽为9KHZ，视频带宽为30kHz为测试条件下，频谱分析仪测试的限值是9KHZ～10MHZ，47dbuV；或10MHZ～30MHZ，30dbuv；或30MHZ～50MHZ，40dbuv时，可以通过GB18387、GB14238等低频段的辐射骚扰测试。
本实用新型的有益技术效果是：简易测试系统可及时发现整车测试中的EMI问题，并进行改进，确保整车一次性通过率，节省整车EMC整改测试成本；简易测试系统可利用现有频谱分析或接收机，自制探头，成本低，设备简单、操作与维护方便。
附图说明
图1是新能源汽车辐射骚扰风险评估简易测试系统示意图。
图2是EMI转换原理图。
图中：1-铁氧体磁环；2-近场探头；3-同轴电缆；4-频谱分析仪或者接收机。
具体实施方式
下面详细描写本实用新型的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
如图1所示，新能源汽车辐射骚扰风险评估简易测试系统，包括：
EMI探头，包括近场探头2、电缆电流耦合钳；所述EMI探头用于获取安装在整车上零部件与电缆的EMI数据，所述EMI数据为噪声源电流频谱数据，查清电磁兼容三要素中的电磁骚扰源、电磁耦合途径；并根据电磁近场测试数据，以及电磁场近场与远场的关联系，为整车辐射骚扰(远场)测试与整改提供依据；
频谱分析仪或者接收机4，用于显示电压幅度随频率变化的规律，测量各个频率上的干扰强度；
所述EMI探头通过同轴电缆3与频谱分析仪或者接收机4连接。
电缆EMI探头：根据法拉第原理设计的用来测量导线中干扰电流信号的铁氧体磁环1，本质上是初级线圈一个匝数为1的变压器。
使用电流探头能够测量流经导线的电流大小。
EMI转换原理就是感应导线中的电流(AC)；要进行转换，必须先有电流流经导线，根据电流流动的幅度和方向构建和消除磁通量场。
在这个场中放一个线圈时，如图2所示，变化的磁通量场会通过简单的转换操作，在线圈中引起电压。这种转换操作是EMI探头的基础。
使用电流探头能够测量流经导线的电流大小。
EMI探头头部实际上是一个线圈，这个线圈缠在磁芯上。当这个探头头部保持在指定方向及接近承载EMI电流的导线时，探头会输出一个EMI电压，这一电压与导线中EMI干扰电流比例是已知的。在任何情况下，EMI探头有一个低频截止点，这包括直流(DC)，因为直流不会引起变化的磁通量场，因此不会引起转换动作。另外在非常接近DC的频率上，如50Hz，磁通量场变化速度不足以能够实现变换动作。
电机驱动动力电缆的EMI风险测试方法：用千斤顶顶起EUT(新能源汽车)后轮，让其悬空空转运行。找到电机控制器三相UVW输出线缆，靠近其输出端口处取其任何一根作为测试对象，用一颗铁氧体磁环1卡在选中的线缆上，铁氧体磁环1同时卡住EMI近场探头2，然后用实时频谱模式对电机驱动线上的电流进行频谱分析(针对9K-30M频段)，然后用一个较大直径的铁氧体磁环1同时套在UVW三根线上，铁氧体磁环1同时穿过近场探头2，然后用实时频谱模式对电机驱动线上的共模电流进行频谱分析(针对9K-30M频段)，结合两组频谱特性曲线，找到曲线上幅度较大的频率点，做出相关整改，可以有效降低整车辐射水平，使得整车一次性通过GB/T 18387-2008标准的通过率达到85％以上，符合企业标准要求。
动力电池近场电磁场的EMI测试方法：用千斤顶顶起EUT(新能源汽车)后轮，让其悬空空转运行。找到高压配电箱的电池总正总负两根输入电缆，靠近其输出端口处取其任何一根作为测试对象，用一颗铁氧体磁环卡在选中的线缆上，磁环同时卡住EMI近场探头，然后用实时频谱模式对电池输出线上的电流进行频谱分析(针对9K-30M频段)，然后用一个较大直径的铁氧体同时套在总正总负两根线上，磁环同时穿过近场探头，然后用实时频谱模式对电池输出线上的共模电流进行频谱分析(针对9K-30M频段)，结合两组频谱特性曲线，找到曲线上幅度较大的频率点，做出相关整改，可以有效降低整车辐射水平，使得整车一次性通过GB/T 18387-2008标准的通过率达到85％以上，符合企业标准要求。
上述实施例的说明只是用于理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也将落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (4)
1.新能源汽车辐射骚扰风险评估简易测试系统，其特征在于包括：
EMI探头，所述EMI探头用于获取安装在整车上零部件与电缆的EMI数据，所述EMI数据为噪声源电流频谱数据，查清电磁兼容三要素中的电磁骚扰源、电磁耦合途径；频谱分析仪或者接收机(4)，用于显示电压幅度随频率变化的规律，测量各个频率上的干扰强度；
所述EMI探头通过同轴电缆(3)与频谱分析仪或者接收机(4)连接。
2.根据权利要求1所述的新能源汽车辐射骚扰风险评估简易测试系统，其特征在于所述EMI探头包括铁氧体磁环(1)、近场探头(2)、所述铁氧体磁环(1)是电缆电流耦合钳。
3.根据权利要求2所述的新能源汽车辐射骚扰风险评估简易测试系统，其特征在于所述近场探头(2)的头部是一个线圈，电缆电流耦合钳是磁芯，所述线圈缠在磁芯上。
4.根据权利要求2所述的新能源汽车辐射骚扰风险评估简易测试系统，其特征在于所述铁氧体磁环(1)是初级线圈一个匝数为1的变压器。
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