CN213426020U - 一种新能源车辆的emc滤波器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种新能源车辆的EMC滤波器，属于新能源车辆高压直流滤波技术领域。它解决了现有技术中EMC滤波器难以起到较好的滤波效果的问题。一种新能源车辆的EMC滤波器，包括用于设置在车辆高压直流器件上的壳体，壳体中并排设置有用于正极铜排和负极铜排，正极铜排的两端和负极铜排的两端分别伸出壳体外，壳体中还设置有铁氧体差共模磁环、共模磁环、X电容模块和Y电容模块，铁氧体差共模磁环和共模磁环均套设在正极铜排和负极铜排上，X电容模块设置在铁氧体差共模磁环和共模磁环之间，且X电容模块连接正极铜排和负极铜排，Y电容模块连接正极铜排和负极铜排。本实用新型能够提高对新能源车辆高压直流器件上的高压直流电的滤波效果。

Description

一种新能源车辆的EMC滤波器

技术领域

本实用新型属于新能源车辆高压直流滤波技术领域，涉及一种新能源车辆的EMC滤波器。

背景技术

新能源车辆技术是当今汽车技术发展的热点，新能源车辆可分为纯电动车、混合动力车等，目前新能源车辆上具有高压系统，设置有高压直流电源对车辆的高压直流器件进行供电，高压直流器件包括OBC(车载充电机)、电机驱动系统、压缩机、加热器等等。

高压直流器件具有高功率的高压直流开关电源，在正常使用过程中，总会因为其所产生的开关噪声、电磁辐射对其他车辆器件产生干扰影响，为了减少上述影响，需要在高压直流器件电路中设置EMC滤波器(电磁兼容性滤波器)，且设置在高压直流端口处，对高压直流电进行滤波后供电，EMC滤波器前端用于接入高压直流电，EMC滤波器后端用于连接高压直流器件内部电路的其他器件。

现有的新能源汽车中使用的EMC滤波器为一级LC滤波方式即设置一个共模电感和一组电容，一组电容中包括消除差模干扰的X电容和消除共模干扰的Y电容。通过共模电感、X电容和Y电源进行搭配滤波，消除高压直流电的电磁辐射。

虽然现有的EMC滤波器能够进行滤波，但是仅仅一级滤波，滤波带宽较窄，而整车问题从kHz级别到百MHz级别，从而难以起到较好的滤波效果，使高压直流器件使用时依旧存在大量的电磁辐射，影响整车工作。

发明内容

本实用新型针对现有的技术存在上述问题，提出了一种新能源车辆的EMC滤波器，本实用新型所要解决的技术问题是如何提高对新能源车辆高压直流器件上的高压直流电的滤波效果。

本实用新型通过下列技术方案来实现：一种新能源车辆的EMC滤波器，包括用于设置在车辆高压直流器件上的壳体，其特征在于，所述壳体中并排设置有用于连接高压直流电源正极的正极铜排和用于连接高压直流电源负极的负极铜排，所述正极铜排的两端和负极铜排的两端分别伸出壳体外，所述壳体中还设置有铁氧体差共模磁环、共模磁环、X电容模块和Y电容模块，所述铁氧体差共模磁环和共模磁环均套设在正极铜排和负极铜排上，所述X电容模块设置在铁氧体差共模磁环和共模磁环之间，且X电容模块连接正极铜排和负极铜排，所述Y电容模块连接正极铜排和负极铜排。

本新能源车辆的EMC滤波器通过设置在车辆高压直流器件高压直流端口处对高压直流电进行滤波。本新能源车辆的EMC滤波器通过伸出壳体外的正极铜排和负极铜排来接入高压直流电和传递滤波后的高压直流电。本新能源车辆的EMC滤波器进行高压直流电滤波时，高压直流电经过壳体中的铁氧体差共模磁环时进行差模滤波和共模滤波，经过X电容模块时进行差模滤波，经过Y电容模块时进行共模滤波，经过共模磁环时进行共模滤波，从而本新能源车辆的EMC滤波器通过铁氧体差共模磁环、X电容模块、Y电容模块、共模磁环形成多级滤波，实现滤波带宽增加，能够大大降低电磁辐射，提高对高压直流器件高压直流电源的过滤效果，并且铁氧体差共模磁环、X电容模块、Y电容模块和共模磁环一起封装在壳体上，可降低系统寄生参数，提高开关噪声滤除效果。本新能源车辆的EMC滤波器能够减少高压直流器件发出开关噪声以及电磁辐射，从而减少对其他车辆器件产生干扰影响。铁氧体差共模磁环为现有差共模电感，其本身具有差模滤波和共模滤波的功能。

在上述的新能源车辆的EMC滤波器中，所述正极铜排伸出壳体的一端为正极输入端，所述铁氧体差共模磁环靠近所述正极输入端，所述共模磁环位于铁氧体差共模磁环远离正极输入端的一侧。正极输入端用于连接高压直流电源的正极，通过铁氧体差共模磁环和共模磁环的设置，铁氧体差共模磁环先进行高频信号的滤除，搭配X电容模块和Y电容模块提供差共模低阻抗路径，再采用后端共模磁环进行低频噪声滤除，使得滤波结构搭配滤波性能较好。

在上述的新能源车辆的EMC滤波器中，所述铁氧体差共模磁环呈日字型，且具有套接口一和套接口二，所述套接口一套设在正极铜排上，所述套接口二套设在负极铜排上。铁氧体差共模磁环套设在正极铜排上和负极铜排上形成差共模电感，即包括差模电感部分和共模电感部分。

在上述的新能源车辆的EMC滤波器中，所述共模磁环呈O型，所述共模磁环为非晶磁环或粉芯磁环。非晶磁环和粉芯磁环均是共模磁环，它们本身具有共模滤波的作用。通过O型的共模磁环将正极铜排和负极铜排套设在内。

在上述的新能源车辆的EMC滤波器中，所述X电容模块包括一个X电容C1，所述X电容C1的一端连接正极铜排，X电容C1的另一端连接负极铜排。X电容C1能够进行差模滤波，X电容C1采用薄膜电容。

在上述的新能源车辆的EMC滤波器中，所述Y电容模块位于铁氧体差共模磁环和共模磁环之间，所述Y电容模块包括Y电容C2和Y电容C3，所述Y电容C2的一端连接正极铜排，所述Y电容C2的另一端接地且和Y电容C3的一端连接，Y电容C3的另一端连接负极铜排。Y电容C2和Y电容C3均为薄膜电容，Y电容C2和Y电容C3配合对高压直流电进行共模滤波。

在上述的新能源车辆的EMC滤波器中，所述壳体为方形的金属壳体。采用金属壳体能够保证接地以及屏蔽性能。金属壳体接地。

与现有技术相比，本新能源车辆的EMC滤波器具有以下优点：

1、本实用新型通过铁氧体差共模磁环、X电容模块、Y电容模块、共模磁环形成多级滤波，实现滤波带宽增加，能够大大降低电磁辐射，提高对新能源车辆高压直流器件上的高压直流电的滤波效果。

2、本实用新型通过铁氧体差共模磁环先进行高频信号的滤除，搭配X电容模块和Y电容模块提供差共模低阻抗路径，再采用后端共模磁环进行低频噪声滤除，使得滤波结构搭配滤波性能较好。

附图说明

图1是本实用新型的结构设置示意图。

图2是本实用新型的电路连接示意图。

图3是本实用新型铁氧体差共模磁环的结构示意图。

图中，1、壳体；2、正极铜排；2a、正极输入端；3、负极铜排；4、铁氧体差共模磁环；4a、套接口一；4b、套接口二；5、共模磁环；6、X电容模块；7、Y电容模块。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

图2中HVDC+表示高压直流电正极，HVDC-表示表示高压直流电负极，input表示高压直流电的输入本新能源车辆的EMC滤波器的方向，output表示高压直流电的输出。

如图1和图2所示，一种新能源车辆的EMC滤波器，包括用于设置在车辆高压直流器件上的壳体1，壳体1中并排设置有用于连接高压直流电源正极的正极铜排2和用于连接高压直流电源负极的负极铜排3。正极铜排2的两端和负极铜排3的两端分别伸出壳体1外，壳体1中还设置有铁氧体差共模磁环4、共模磁环5、X电容模块6和Y电容模块7。铁氧体差共模磁环4和共模磁环5均套设在正极铜排2和负极铜排3上，X电容模块6设置在铁氧体差共模磁环4和共模磁环5之间，且X电容模块6连接正极铜排2和负极铜排3，Y电容模块7接正极铜排2和负极铜排3。壳体1为方形的金属壳体1。采用金属壳体1能够保证接地以及屏蔽性能。金属壳体1接地。高压直流器件上包括OBC(车载充电机)、电机驱动系统、压缩机、加热器等等。

正极铜排2和负极铜排3均为长条状的铜片(铜排)，正极铜排2的两端和负极铜排3的两端分别伸出壳体1外，即壳体1的其中相对的两端处具有延伸出的正极铜排2和负极铜排3，使得壳体1两端中的每一端均具有正极铜排2和负极铜排3。

正极铜排2伸出壳体1的一端为正极输入端2a，用于连接高压直流电源的正极，由于高压直流电源具有正极和负极，因此与正极输入端2a同一侧设置的伸出壳体1外的负极铜排3的一端即为负极连接端，用于连接高压直流电源的负极。正极输入端2a和负极连接端组成壳体1的前端用来接入高压直流电，正极铜排2除了正极输入端2a的另一端和与该段同侧的负极铜排3的一端作为壳体1的后端，用于连接所设置在的高压直流器件中的其他电路器件，如本新能源车辆的EMC滤波器设置在加热器中，则本新能源车辆的EMC滤波器可连接加热器中的加热丝；如本新能源车辆的EMC滤波器设置在压缩机中，则本新能源车辆的EMC滤波器可连接压缩机中的电机等等。因此本新能源车辆的EMC滤波器作为高压直流器件电路中的一个器件对电路中的高压直流电进行多级滤波。

铁氧体差共模磁环4靠近正极输入端2a，共模磁环5位于铁氧体差共模磁环4远离正极输入端2a的一侧。作为另一种方案，共模磁环5靠近正极输入端2a，铁氧体差共模磁环4在共模磁环5的后端。

图3所示，铁氧体差共模磁环4呈日字型且具有套接口一4a和套接口二4b，套接口一4a套设在正极铜排2上，套接口二4b套设在负极铜排3上。铁氧体差共模磁环4为差共模电感，其本身具有差模滤波和共模滤波的功能。铁氧体差共模磁环4套设在正极铜排2上和负极铜排3上形成差共模电感，即包括差模电感部分和共模电感部分。如图2所示，铁氧体差共模磁环4在滤波电路中形成差模电感部分L11，共模电感部分L12。作为另一种方案铁氧体差共模磁环4呈8字型。

共模磁环5呈O型，共模磁环5为非晶磁环或粉芯磁环。非晶磁环和粉芯磁环均是共模磁环5，它们本身具有共模滤波的作用。通过O型的共模磁环5将正极铜排2和负极铜排3套设在内。作为另一种方案共模磁环5呈方型。共模磁环5在滤波电路中形成共模电感L2。

X电容模块6包括一个X电容C1，X电容C1的一端连接正极铜排2，X电容C1的另一端连接负极铜排3。X电容C1在铁氧体差共模磁环4和共模磁环5之间。X电容C1能够进行差模滤波，X电容C1采用薄膜电容。作为另一种方案X电容模块6可由多个X电容串联形成。

Y电容模块7位于铁氧体差共模磁环4和共模磁环5之间，Y电容模块7包括Y电容C2和Y电容C3，Y电容C2的一端连接正极铜排2，Y电容C2的另一端接地且和Y电容C3的一端连接，Y电容C3的另一端连接负极铜排3。Y电容C2和Y电容C3均为薄膜电容，Y电容C2和Y电容C3配合对高压直流电进行共模滤波。Y电容模块7和X电容模块6设置在铁氧体差共模磁环4和共模磁环5之间配合铁氧体差共模磁环4提供差共模低阻抗路径，提高滤波效果。作为另一种方案Y电容模块7为三个Y电容串联形成。Y电容模块7还可以设置在铁氧体差共模磁环4的远离共模磁环5的一侧，或设置在共模磁环5远离铁氧体差共模磁环4的一侧。作为另一种方案，Y电容模块7中，Y电容C2的一端连接正极铜排2，另一端接地并且连接负极铜排3，Y电容C3的一端连接正极铜排2，另一端接地并且连接负极铜排3。

以下是本实用新型的工作过程：

本新能源车辆的EMC滤波器通过设置在车辆高压直流器件高压直流端口处对高压直流电进行滤波，如设置在OBC中、加热器中、电驱系统中、压缩机中等等。本新能源车辆的EMC滤波器作为高压直流器件电路中的滤波模块，即接入高压直流电并进行滤波输出至高压直流器件的电路其他模块中。

通过正极铜排2和负极铜排3传输高压直流电，高压直流电进入壳体1内进行滤波，高压直流电经过壳体1中的铁氧体差共模磁环4时进行差模滤波和共模滤波，经过X电容模块6时进行差模滤波，经过Y电容模块7时进行共模滤波，经过共模磁环5时进行共模滤波，从而本新能源车辆的EMC滤波器通过铁氧体差共模磁环4、X电容模块6、Y电容模块7、共模磁环5形成LCL多级滤波电路，实现滤波带宽增加，能够大大降低电磁辐射干扰，并且铁氧体差共模磁环4先进行高频信号的滤除，搭配X电容模块6和Y电容模块7提供差共模低阻抗路径，再采用后端共模磁环5进行低频噪声滤除，使得滤波结构搭配滤波性能较好。从而将整车辐射发射常出问题频段30MHz-40MHz，提前在高压零部件设计阶段通过该方案规避掉。

铁氧体差共模磁环4、X电容模块6、Y电容模块7和共模磁环5一起集成在壳体1上，可降低系统寄生参数，滤除开关噪声。本新能源车辆的EMC滤波器能够减少高压直流器件发出开关噪声以及电磁辐射，从而减少对其他车辆器件产生干扰影响。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了壳体1、正极铜排2、正极输入端2a、负极铜排3、铁氧体差共模磁环4、套接口一4a、套接口二4b、共模磁环5、X电容模块6、Y电容模块7等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (7)

1.一种新能源车辆的EMC滤波器，包括用于设置在车辆高压直流器件上的壳体(1)，其特征在于，所述壳体(1)中并排设置有用于连接高压直流电源正极的正极铜排(2)和用于连接高压直流电源负极的负极铜排(3)，所述正极铜排(2)的两端和负极铜排(3)的两端分别伸出壳体(1)外，所述壳体(1)中还设置有铁氧体差共模磁环(4)、共模磁环(5)、X电容模块(6)和Y电容模块(7)，所述铁氧体差共模磁环(4)和共模磁环(5)均套设在正极铜排(2)和负极铜排(3)上，所述X电容模块(6)设置在铁氧体差共模磁环(4)和共模磁环(5)之间，且X电容模块(6)连接正极铜排(2)和负极铜排(3)，所述Y电容模块(7)连接正极铜排(2)和负极铜排(3)。

2.根据权利要求1所述的新能源车辆的EMC滤波器，其特征在于，所述正极铜排(2)伸出壳体(1)的一端为正极输入端(2a)，所述铁氧体差共模磁环(4)靠近所述正极输入端(2a)，所述共模磁环(5)位于铁氧体差共模磁环(4)远离正极输入端(2a)的一侧。

3.根据权利要求1或2所述的新能源车辆的EMC滤波器，其特征在于，所述铁氧体差共模磁环(4)呈日字型，且具有套接口一(4a)和套接口二(4b)，所述套接口一(4a)套设在正极铜排(2)上，所述套接口二(4b)套设在负极铜排(3)上。

4.根据权利要求3所述的新能源车辆的EMC滤波器，其特征在于，所述共模磁环(5)呈O型，所述共模磁环(5)为非晶磁环或粉芯磁环。

5.根据权利要求1所述的新能源车辆的EMC滤波器，其特征在于，所述X电容模块(6)包括一个X电容C1，所述X电容C1的一端连接正极铜排(2)，X电容C1的另一端连接负极铜排(3)。

6.根据权利要求4所述的新能源车辆的EMC滤波器，其特征在于，所述Y电容模块(7)位于铁氧体差共模磁环(4)和共模磁环(5)之间，所述Y电容模块(7)包括Y电容C2和Y电容C3，所述Y电容C2的一端连接正极铜排(2)，所述Y电容C2的另一端接地且和Y电容C3的一端连接，Y电容C3的另一端连接负极铜排(3)。

7.根据权利要求6所述的新能源车辆的EMC滤波器，其特征在于，所述壳体(1)为方形的金属壳体(1)。

Images