CN217332646U - 一种抗纹波干扰能力的评估装置和系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种抗纹波干扰能力的评估装置和系统，该装置括高压电源(1)、电源阻抗稳定网络(2)、高压母线(3)、示波器(4)、高压差分探头(5)和信号源(6)；电源阻抗稳定网络(2)的第一输入端与高压电源(1)连接，电源阻抗稳定网络(2)的第一输出端用于采样时通过高压母线(3)与干扰源连接；信号源(6)与电源阻抗稳定网络(2)的第二输入端连接，电源阻抗稳定网络(2)的第一输出端还用于测试时通过高压母线(3)与待测高压部件(7)连接；本申请的评估装置和系统可以解决纹波噪声对高压部件的影响无法评估的问题，为高压部件的纹波噪声抗扰能力提供评估方案。

Description

一种抗纹波干扰能力的评估装置和系统

技术领域

本申请涉及新能源汽车技术领域，特别涉及一种抗纹波干扰能力的评估装置和系统。

背景技术

随着能源和环境问题日益严重，发展新能源电动汽车是推动节能减排的有效举措，因而，新能源电动汽车的研究变得越来越重要，但与传统汽车相比，新能源汽车电磁兼容问题也更加突出，逐渐成为了影响电动汽车电子系统安全的一个核心问题。

新能源汽车的电磁干扰问题主要来自于高压部件系统，主要是由于电机运行需要大电流驱动，在电机工作状态变换时，电流会在极短时间内跳动以及大功率半导体开关会进行切换，这导致了高压部件系统中存在急剧电流和电压的变化，从而会产生强烈的电磁干扰噪声。

新能源汽车中，电驱系统、车载充电器(On board charger，OBC)、DC-DC、PTC(PositiveTemperatureCoefficient)加热器、空调压缩机、高压电池等高压部件构成了新能源汽车的高压系统，是新能源汽车的核心部件，其整体性能尤其是各个高压部件的抗高压瞬态干扰能力对于保证整车的安全性能具有重要的意义。

新能源汽车在正常工作、启动、行驶、加减速、充电等工况模式下，动力高压线会产生纹波噪声，该噪声信号会通过高压线进行传输，对其他高压件造成干扰，会导致整车的安全问题，但目前，尚无标准对新能源高压系统及高压零部件的纹波噪声抗扰能力提供评估指导。

发明内容

本申请实施例提供了一种抗纹波干扰能力的评估装置和系统，可以解决纹波噪声对高压部件的影响无法评估的问题，为高压部件的纹波噪声抗扰能力提供评估方案。

一方面，本申请实施例提供了一种抗纹波干扰能力的评估装置，包括高压电源、电源阻抗稳定网络、高压母线、示波器、高压差分探头和信号源；

电源阻抗稳定网络的第一输入端与高压电源连接，电源阻抗稳定网络的第一输出端用于采样时通过高压母线与干扰源连接；

高压差分探头的一端与示波器连接，高压差分探头的另一端与电源阻抗稳定网络的第二输出端连接：

信号源与电源阻抗稳定网络的第二输入端连接，电源阻抗稳定网络的第一输出端还用于测试时通过高压母线与待测高压部件连接。

进一步地，还包括高压电源负载；

高压电源负载跨接于高压电源的正负两端，高压电源负载位于高压电源与电源阻抗稳定网络之间。

进一步地，电源阻抗稳定网络包括第一电源阻抗稳定子网络和第二电源阻抗稳定子网络；

第一电源阻抗稳定子网络和第二电源阻抗稳定子网络的结构相同且对称设置。

进一步地，第一电源阻抗稳定子网络包括第一电阻、第二电阻、第一电容、第二电容和第一电感；

第一电阻、第一电容和第一电感串联连接，第二电阻、第二电容与串联后的第一电阻、第一电容、第一电感并联连接；

其中，第二电阻的一端为电源阻抗稳定网络的第一输入端的正端，第二电阻的另一端接地；第一电感与第一电容连接的一端为电源阻抗稳定网络的第一输出端的正端；第一电容与第一电阻连接的一端为电源阻抗稳定网络的第二输入端的正端。

进一步地，第二电源阻抗稳定子网络包括第三电阻、第四电阻、第三电容、第四电容和第二电感；

第三电阻、第三电容和第二电感串联连接，第四电阻、第四电容与串联后的第三电阻、第三电容、第二电感并联连接；

其中，第四电阻的一端为电源阻抗稳定网络的第一输入端的负端，第四电阻的另一端接地；第二电感与第三电容连接的一端为电源阻抗稳定网络的第一输出端的负端；第三电容与第三电阻连接的一端为电源阻抗稳定网络的第二输入端的负端。

进一步地，还包括屏蔽箱；屏蔽箱用于放置电源阻抗稳定网络。

进一步地，还包括第五电阻和第六电阻；

第五电阻的一端分别与信号源和电源阻抗稳定网络的第二输入端的正端连接，第五电阻的另一端接地；

第六电阻的一端分别与信号源和电源阻抗稳定网络的第二输入端的负端连接，第六电阻的另一端接地。

进一步地，还包括巴伦变换器；

巴伦变换器的一端与信号源连接，巴伦变换器的另一端跨接于电源阻抗稳定网络的第二输入端的正负两端。

进一步地，还包括校准电阻，校准电阻通过高压母线与电源阻抗稳定网络的第一输出端连接。

另一方面，本申请实施例还提供了一种抗纹波干扰能力的评估系统，包括上述的评估装置、干扰源和待测高压部件。

本申请实施例提供的一种抗纹波干扰能力的评估装置和系统具有如下有益效果：

通过本申请实施例提供的一种抗纹波干扰能力的评估装置，采样时电源阻抗稳定网络的第一输入端与高压电源连接，第一输出端与干扰源连接，以完成对干扰源的纹波噪声数据的采样；测试时，将电源阻抗稳定网络的第一输出端与待测高压部件连接，通过信号源基于采集的干扰源的纹波噪声数据生成干扰波形，将该干扰波形通过电源阻抗稳定网络、高压母线注入到待测高压部件中，通过示波器以及高压差分探头对待测高压部件的性能以及状态数据进行监测和分析，如此可以完成待测高压部件的抗纹波干扰能力评估。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的一种抗纹波干扰能力的评估装置的结构图；

图2是本申请实施例提供的另一种抗纹波干扰能力的评估装置的结构图；

图3是本申请实施例提供的一种抗纹波干扰能力的评估系统的结构图；

图4是本申请实施例提供的一种目标拟合波形的示意图；

图5是本申请实施例提供的一种电源阻抗稳定网络的第二输出端的输出波形的示意图；

附图标记说明：

1-高压电源；2-电源阻抗稳定网络；3-高压母线；4-示波器；5-高压差分探头；6-信号源；7-待测高压部件；8-高压电源负载；9-巴伦变换器；10-校准电阻。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”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的限制。此外，术语“第一”、“第二”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”的特征可以明示或者隐含的包括一个或者更多个该特征。而且，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

为了解决纹波噪声对车内高压部件的影响无法评估的问题，本申请实施例提供的一种抗纹波干扰能力的评估装置和系统，通过该评估装置和系统，能够准确的评估纹波噪声对待测部件的影响，同时，该评估装置和系统也可用于评估待测部件对高压瞬态噪声的抗干扰能力，为评估高压系统电磁兼容提供了一种新手段，可以提高测试整改效率，降低测试成本和整改成本。

请参阅图1，图1是本申请实施例提供的一种抗纹波干扰能力的评估装置的结构图，包括高压电源1、电源阻抗稳定网络2、高压母线3、示波器4、高压差分探头5和信号源6；

电源阻抗稳定网络2的第一输入端a与高压电源1连接，电源阻抗稳定网络2的第一输出端c用于采样时通过高压母线3与干扰源连接；

高压差分探头5的一端与示波器4连接，高压差分探头5的另一端与电源阻抗稳定网络2的第二输出端d连接：

信号源6与电源阻抗稳定网络2的第二输入端b连接，电源阻抗稳定网络2的第一输出端c还用于测试时通过高压母线3与待测高压部件7连接。

本申请实施例中，电源阻抗稳定网络2(Line Impedance StabilizationNetwork，LISN)又可以称作人工电源网络，电源阻抗稳定网络2可以隔离电波干扰，提供稳定的测试阻抗，并起到滤波的作用。

通过本申请实施例提供的一种抗纹波干扰能力的评估装置，在对待测高压部件7进行抗纹波干扰能力的评估过程中，首先将电源阻抗稳定网络2的第一输入端a与高压电源1连接，第一输出端c与干扰源连接，以完成对干扰源的纹波噪声数据的采样；然后，将电源阻抗稳定网络2的第一输出端c与待测高压部件7连接，通过信号源6基于采集的干扰源的纹波噪声数据生成干扰波形，将该干扰波形通过电源阻抗稳定网络2、高压母线3注入到待测高压部件7中，最后通过示波器4以及高压差分探头5对待测高压部件7的性能以及状态数据进行监测和分析，完成待测高压部件7的抗纹波干扰能力评估。

一种可选的实施方式中，电源阻抗稳定网络2包括第一电源阻抗稳定子网络和第二电源阻抗稳定子网络；

第一电源阻抗稳定子网络和第二电源阻抗稳定子网络的结构相同且对称设置。

具体的，如图1所示，第一电源阻抗稳定子网络包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1、第二电容C2和第一电感L1；

第一电阻R1、第一电容C1和第一电感L1串联连接，第二电阻R2、第二电容C2与串联后的第一电阻R1、第一电容C1、第一电感L1并联连接；

其中，第二电阻R2的一端为电源阻抗稳定网络2的第一输入端a的正端，第二电阻R2的另一端接地；第一电感L1与第一电容C1连接的一端为电源阻抗稳定网络2的第一输出端c的正端；第一电容C1与第一电阻R1连接的一端为电源阻抗稳定网络2的第二输入端b的正端。

具体的，第二电源阻抗稳定子网络包括第三电阻R3、第四电阻R4、第三电容C3、第四电容C4和第二电感L2；

第三电阻R3、第三电容C3和第二电感L2串联连接，第四电阻R4、第四电容C4与串联后的第三电阻R3、第三电容C3、第二电感L2并联连接；

其中，第四电阻R4的一端为电源阻抗稳定网络2的第一输入端a的负端，第四电阻R4的另一端接地；第二电感L2与第三电容C3连接的一端为电源阻抗稳定网络2的第一输出端c的负端；第三电容C3与第三电阻R3连接的一端为电源阻抗稳定网络2的第二输入端b的负端。

一种可选的实施方式中，评估装置还包括屏蔽箱；屏蔽箱用于放置电源阻抗稳定网络2。

一种可选的实施方式中，如图1所示，评估装置还包括第五电阻R5和第六电阻R6；

第五电阻R5的一端分别与信号源6和电源阻抗稳定网络2的第二输入端b的正端连接，第五电阻R5的另一端接地；

第六电阻R6的一端分别与信号源6和电源阻抗稳定网络2的第二输入端b的负端连接，第六电阻R6的另一端接地。

具体的，第五电阻R5和第六电阻R6的阻值为50Ω。

需要说明的是，图1所示的评估装置的结构用于检测差模的影响，因此，一种可选的实施方式中，评估装置还包括巴伦变换器9；巴伦变换器9对信号源6输出的干扰信号进行分流，以分别注入到待测高压部件7的正负两端(HV+/HV-)；

具体的，如图1所示，巴伦变换器9的一端与信号源6连接，巴伦变换器9的另一端跨接于电源阻抗稳定网络2的第二输入端b的正负两端。

若将评估装置用于检测共模的影响，则无需巴伦变换器9，该评估装置的结构如图2所示。

一种可选的实施方式中，如图1所示，评估装置还包括高压电源负载8；

高压电源负载8跨接于高压电源1的正负两端，高压电源负载8位于高压电源1与电源阻抗稳定网络2之间。

具体的，高压电源负载8的一端与高压电源1的正端、电源阻抗稳定网络2第一输入端a的正端连接，高压电源负载8的另一端与高压电源1的负端、电源阻抗稳定网络2第一输入端a的负端连接。

一种可选的实施方式中，如图3所示，评估装置还包括校准电阻10，校准电阻10通过高压母线3与电源阻抗稳定网络2的第一输出端c连接。

具体的，在对待测高压部件7进行抗纹波干扰能力的评估之前，将校准电阻10通过高压母线3与电源阻抗稳定网络2的第一输出端c的正负两端连接，将示波器4和高压差分探头5与电源阻抗稳定网络2的第二输出端d连接，通过该校准电阻10对信号源6输出的干扰波形进行校准，同时观察示波器4的波形，以使第二输出端d的波形尽量与干扰源实际产生的纹波噪声数据一致。例如，通过校准电阻10进行校准后，信号源6调制的目标拟合波形如图4所示，示波器4检测的第二输出端d的波形如图5所示，由此可见，校准电阻10可以使注入的拟合波形与干扰源实际产生的纹波噪声数据一致性较高。

另一方面，本申请实施例还提供了一种抗纹波干扰能力的评估系统，包括上述任一可选实施例中的评估装置、干扰源和待测高压部件。

本申请实施例提供的一种抗纹波干扰能力的评估系统，与装置、方法实施例基于同样地申请构思。

另一方面，本申请实施例还提供了一种抗纹波干扰能力的评估方法，基于上述评估装置的实施例，该方法包括通过高压电源1、电源阻抗稳定网络2、高压母线3、示波器4和高压差分探头5获取干扰源的纹波噪声数据；其次，对纹波噪声数据进行处理，得到待拟合波形的数学模型；其次，根据数学模型对信号源6进行信号调制，得到拟合波形，然后通过高压电源1、电源阻抗稳定网络2、高压母线3、示波器4和高压差分探头5向待测高压部件7注入拟合波形，最后获取待测高压部件7输出的性能数据和/或运行数据，基于性能数据和/或运行数据确定待测高压部件7的抗干扰能力程度值。

综上，本申请实施例提供的一种抗纹波干扰能力的评估方法、装置和系统，通过提取纹波噪声数据，注入到待测高压部件内部，从而可以评估整车高压系统内纹波噪声对各个高压零部件的影响，进而达到评估各个高压部件的纹波噪声抗干扰能力的目的。

以上所述仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种抗纹波干扰能力的评估装置，其特征在于，包括高压电源(1)、电源阻抗稳定网络(2)、高压母线(3)、示波器(4)、高压差分探头(5)和信号源(6)；

所述电源阻抗稳定网络(2)的第一输入端与所述高压电源(1)连接，所述电源阻抗稳定网络(2)的第一输出端用于采样时通过所述高压母线(3)与干扰源连接；

所述高压差分探头(5)的一端与所述示波器(4)连接，所述高压差分探头(5)的另一端与所述电源阻抗稳定网络(2)的第二输出端连接：

所述信号源(6)与所述电源阻抗稳定网络(2)的第二输入端连接，所述电源阻抗稳定网络(2)的第一输出端还用于测试时通过所述高压母线(3)与待测高压部件(7)连接。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括高压电源(1)负载；

所述高压电源(1)负载跨接于所述高压电源(1)的正负两端，所述高压电源(1)负载位于所述高压电源(1)与所述电源阻抗稳定网络(2)之间。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电源阻抗稳定网络(2)包括第一电源阻抗稳定子网络和第二电源阻抗稳定子网络；

所述第一电源阻抗稳定子网络和所述第二电源阻抗稳定子网络的结构相同且对称设置。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第一电源阻抗稳定子网络包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1、第二电容C2和第一电感L1；

所述第一电阻R1、所述第一电容C1和所述第一电感L1串联连接，所述第二电阻R2、所述第二电容C2与串联后的所述第一电阻R1、所述第一电容C1、所述第一电感L1并联连接；

其中，所述第二电阻R2的一端为所述电源阻抗稳定网络(2)的第一输入端的正端，所述第二电阻R2的另一端接地；所述第一电感L1与所述第一电容C1连接的一端为所述电源阻抗稳定网络(2)的第一输出端的正端；所述第一电容C1与所述第一电阻R1连接的一端为所述电源阻抗稳定网络(2)的第二输入端的正端。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第二电源阻抗稳定子网络包括第三电阻R3、第四电阻R4、第三电容C3、第四电容C4和第二电感L2；

所述第三电阻R3、所述第三电容C3和所述第二电感L2串联连接，所述第四电阻R4、所述第四电容C4与串联后的所述第三电阻R3、所述第三电容C3、所述第二电感L2并联连接；

其中，所述第四电阻R4的一端为所述电源阻抗稳定网络(2)的第一输入端的负端，所述第四电阻R4的另一端接地；所述第二电感L2与所述第三电容C3连接的一端为所述电源阻抗稳定网络(2)的第一输出端的负端；所述第三电容C3与所述第三电阻R3连接的一端为所述电源阻抗稳定网络(2)的第二输入端的负端。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括屏蔽箱；所述屏蔽箱用于放置所述电源阻抗稳定网络(2)。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括第五电阻R5和第六电阻R6；

所述第五电阻R5的一端分别与所述信号源(6)和所述电源阻抗稳定网络(2)的第二输入端的正端连接，所述第五电阻R5的另一端接地；

所述第六电阻R6的一端分别与所述信号源(6)和所述电源阻抗稳定网络(2)的第二输入端的负端连接，所述第六电阻R6的另一端接地。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括巴伦变换器(9)；

所述巴伦变换器(9)的一端与所述信号源(6)连接，所述巴伦变换器(9)的另一端跨接于所述电源阻抗稳定网络(2)的第二输入端的正负两端。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括校准电阻(10)，所述校准电阻(10)通过所述高压母线(3)与所述电源阻抗稳定网络(2)的第一输出端连接。

10.一种抗纹波干扰能力的评估系统，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的评估装置、所述干扰源和所述待测高压部件(7)。

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