电机加载暗室(EV Chamber)的解析

2020-06-29 00:09:43·  来源:芮锋技术  
 
新能源汽车,尤其是电动汽车,将是未来一段时间内的主要发展趋势,相比传统汽车,由于电动汽车内电子电器部件的大幅增加,尤其是高压大电流部件的大幅度增加,导
新能源汽车,尤其是电动汽车,将是未来一段时间内的主要发展趋势,相比传统汽车,由于电动汽车内电子电器部件的大幅增加,尤其是高压大电流部件的大幅度增加,导致电动汽车的电磁兼容问题也日益严重,而电子电器部件的电磁兼容问题又直接关系到整车的安全性。因此,广大的汽车厂商已经日益关注到汽车电子电器零部件的EMC达标问题,并向下传导,要求汽车部件供应商的部件必须EMC达标。而新能源汽车的关键零部件驱动电机以及动力总成的EMC测试,又必须在加载及相应的工况下测试,才能真实的反应其性能。因此,电机加载暗室就成了当下的关键技术和热点之一。

同时,最新版的国际标准CISPR25《Vehicles, boats and internal combustion engines –Radio disturbance characteristics – Limits and methods of measurement for theprotection of on-board receivers 》也增加了电动汽车中高低压零部件测试要求。包括电机带载测试的要求。同时相对应的国家标准GB/T18655《车辆、船和内燃机 无线电骚扰特性 用于保护车载接收机的限值和测量方法》也随之进行更新。

GB/T 36282-2018《电动汽车用驱动电机系统电磁兼容性要求和试验方法》也对电机带载测试进行了要求。

那么,与传统的CISPR25汽车零部件暗室相比,电机加载暗室又有什么不同和关键技术呢?传统的CISPR25暗室可以改造成电机加载暗室吗?下面,我们将加以论述和回答。

传统的CISPR25暗室改造成电机加载暗室,需要重点考虑以下几个问题:

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高压电源的进入措施和安全保护手段;

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原有暗室尺寸是否满足哪电机加载暗室的测试要求;

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各类监控需要增加的滤波或光电转换接口增加;

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水冷、油冷的输入暗室接口的增加;

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评估土建是否能满足测功机及被测电机的安装底座承重和振动要求。

以我们的经验,我们认为与其去改造一个已有的暗室,还不如新建一个EV Chamber暗室;除非建设初期已经考虑了电机加载的测试需求。

完整电机加载暗室的构成见下图,各部分的功能说明如下:很清晰的让我们了解增加哪些设备:

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负载测功机&变频器:给被测试电机提供负载,并模拟真实的道路情况道路行驶时的负荷工况;

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电池模拟器或电源管理系统:在电机、控制器或动力总成测试时,作为能源单元,模拟车载电池即可以从电网取电为电机和控制器供电,又可以吸收电机制动或反拖时产生的能量,逆变回馈到电网;

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直连式屏蔽穿透轴:测功机和被测电机之间的连接轴,既保证电机功率的低损传动轴,又确保暗室内部背景噪声合格及屏蔽效能满足要求;

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负载电机及测试电机安装基座:有效解决电机的快速对中安装和克服振动带来的问题;

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控制装置及软件:整个系统运行的自动控制;

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配套系统:如水冷、油冷或其他系统;

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配套监控系统:如测功机及传动轴系的温度、振动等参数监控;


电机加载暗室(EV Chamber)的原理图

对于测功机厂家来说,在传统的普通试验室,搭建一套这样的动力测试系统不是什么难事;但要在EMC暗室里搭建一套这样的动力测试系统却非易事,需要和暗室建设厂家密切配合,在保证所有信号、水电等进出暗室后,既要保证原有的屏蔽效能达标,又要满足暗室内部测试环境满足CISPR25 背景噪声测试的要求以及标准J3目录中规定的长线法测试要求。

在暗室厂家来看,上述提到的5点改造要求,各家都有成熟的方案。而作为电机加载暗室,我们认为整个项目的关键技术有以下两点:

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被测电机和负载电机的联动轴的穿墙屏蔽技术;

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连接轴高速旋转带来的振动设计问题解决技术;
(由于标准中要求被测电机或控制器需要离吸波材料1m的距离,连接轴将会很长,给设计带来非常大的考验;)

电机加载暗室(EV Chamber)的解析1
芮锋技术在国内外顶级EMC设计工程师和动力传动工程师的协助下,经过反复设计、验证和改良,成功的克服了多项关键技术难点,成就了其独特的金属屏蔽轴技术;该金属屏蔽轴无论是静态还是动态运行,其屏蔽效能及背景噪声都远远优于标准要求,且很多参数都到达国际领先水平。并在多个项目中得到了成功运用。

芮锋技术金属屏蔽轴技术的优势:

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大幅提高了传动轴的临界转速和长度,金属轴与电波暗室屏蔽体导通,使得金属轴与暗室屏蔽体成为一体,从根本上解决了屏蔽的问题。

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暗室内外金属屏蔽轴与各轴承座之间全部通过绝缘联轴器连接,确保外部测功机、被测电机与传动轴之间都是绝缘,解决了轴电流的传导问题;同时也避免了电机轴的天线辐射效应。

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轴承座轴承采用陶瓷轴承,可实现电隔离,有效避免了被测电机轴支架及其壳体形成环流而产生的辐射效应。
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