CN111796151A - 一种多合一电驱动总成的电磁兼容测试系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种多合一电驱动总成的电磁兼容测试系统，该系统可以实现对多合一电驱动总成的电磁兼容测试。该系统，包括：待测电驱动总成，其固定在低介电常数支撑物上，所述低介电常数支撑物位于电波暗室的接地金属平面上；为所述待测电驱动总成中的提供直流电的高压直流电源系统和低压直流电源系统；为所述待测电驱动总成中的充电机提供交流电的交流电源系统；对所述待测电驱动总成中的驱动电机的转速和扭矩进行控制的测功机系统；对所述待测电驱动总成中的VCU控制器进行控制的VCU负载箱操控系统；其中，所述待测电驱动总成包括：VCU控制器、驱动电机、减速器以及集成在同一模块内的充电机、电机控制器、DC/DC变换器、DC/AC逆变器和高压分线盒。
Description
技术领域
本发明涉及一种新能源汽车多合一电驱动总成的电磁兼容测试方案，特别是涉及一种多合一电驱动总成的电磁兼容测试系统。
背景技术
多合一电驱动总成正逐渐广泛应用于新能源汽车中，与传统分立式电驱零部件相比，多合一电驱动总成的电磁干扰特性有明显不同，一方面利用内部铜排代替三相线和部分高压线束，有效降低高压线束因素相关的电磁干扰；另一方面集成了充电机、电机控制器、DC/DC变换器，包含更多高压、高频电力电子器件、电机等骚扰源，感性负载阻抗特性复杂，并且低压控制器与高压模块空间距离小，容易产生电磁耦合问题。因此多合一电驱动总成电磁干扰特性将对整车产生电磁兼容问题风险，需要针对其电磁发射特性制定合理测试方案。
发明内容
本发明提出了一种多合一电驱动总成的电磁兼容测试系统，该系统可以实现对多合一电驱动总成的电磁兼容测试。
本发明的技术方案为：
本发明实施例提供了一种多合一电驱动总成的电磁兼容测试系统，包括：
待测电驱动总成，其固定在低介电常数支撑物上，所述低介电常数支撑物位于电波暗室的接地金属平面上；
为所述待测电驱动总成中的提供直流电的高压直流电源系统和低压直流电源系统；
为所述待测电驱动总成中的充电机提供交流电的交流电源系统；
对所述待测电驱动总成中的驱动电机的转速和扭矩进行控制的测功机系统；
对所述待测电驱动总成中的VCU控制器进行控制的VCU负载箱操控系统；其中，
所述待测电驱动总成包括：VCU控制器、驱动电机、减速器以及集成在同一模块内的充电机、电机控制器、DC/DC变换器、DC/AC逆变器和高压分线盒。
优选地，所述高压直流电源系统包括：
设置在所述电波暗室外侧的高压直流电源；
设置在所述电波暗室的暗室墙上的高压滤波器；
设置在所述电波暗室的接地金属平面上的两组高压线路阻抗稳定网络、两组第一负载、阻抗匹配网络，所述阻抗匹配网络通过高压直流线束连接所述待测电驱动总成；
其中，所述高压直流电源连接所述高压滤波器，所述高压滤波器的两个输出端分别与一组所述高压线路阻抗稳定网络的输入端连接，两组所述高压线路阻抗稳定网络的其中一个输出端分别与一组所述第一负载连接，且两组所述高压线路阻抗稳定网络的另外一个输出端均与所述阻抗匹配网络的输入端连接。
优选地，所述低压直流电源系统包括：
设置在所述电波暗室的接地金属平面上的低压直流电源、两组低压线路阻抗稳定网络和两组第二负载；
所述低压直流电源的输出端分别和两组所述低压线路阻抗稳定网络的输入端连接，两组所述低压线路阻抗稳定网络的其中一个输出端分别连接一组所述第二负载，两组所述低压线路阻抗稳定网络的另外一个输出端分别通过低压线束和所述待测电驱动总成连接。
优选地，所述VCU负载箱操控系统包括：
设置在所述电波暗室外侧的VCU负载观测器；
设置在所述电波暗室的暗室墙上的负载连接器；
设置在所述电波暗室的接地金属平面上的VCU负载箱，所述VCU负载观测器、所述负载连接器和所述VCU负载箱依次相连，且所述VCU负载箱连接所述待测电驱动总成。
优选地，所述交流电源系统包括：
设置在所述电波暗室外侧的交流电源；
设置在所述电波暗室的暗室墙上的交流滤波器；
设置在所述电波暗室的接地金属平面上的交流AMN；
所述交流电源、所述交流滤波器和所述交流AMN依次连接，所述交流AMN连接所述待测电驱动总成。
优选地，所述测功机系统包括：
设置在所述电波暗室外侧的测功机；
设置在所述电波暗室的暗室墙上的过滤机械轴承；
所述测功机和所述过滤机械轴承连接，所述过滤机械轴承通过机械连接轴连接所述待测电驱动总成。
优选地，所述电波暗室的接地金属平面上设置有接地编织袋，所述待测电驱动总成通过线束连接所述接地编织袋。
优选地，所述系统还包括：设置在所述电波暗室的接地金属平面上的12V蓄电池负载和220V交流电阻负载，所述12V蓄电池负载和220V交流电阻负载均和所述待测电驱动总成连接。
本发明的有益效果为：
本发明上述系统，适合于对新能源汽车多合一电驱动总成的电磁兼容测试，采用上述方案可以实现多合一电驱动总成理论最大干扰工作状态测试，并且不同功能按类型划分不同测试状态进行测试，方案涵盖所有定义的功能，同时考虑了不同测试状态搭配合适的测试工况，可有效降低测试时间，实现低成本高效的电磁兼容性干扰特性考察。
附图说明
图1为本发明实施中实现汽车多合一电驱动总成电磁兼容测试的布置示意图；
图2为本发明面向的多合一电驱动总成内部电气连接原理示意图；
附图标记说明：1-待测电驱动总成；2-接地金属平面；3-低介电常数支撑物；4-50Ω负载；5-低压线束；6-高压直流线束；7-低压负载（VCU负载箱）；8-阻抗匹配网络；9-低压LISN；10-高压LISN；11-交流电源；12-交流滤波器；13-低压直流电源；14-高压直流电源；15-高压滤波器；16-VCU负载观测器；17-负载连接器；18-测功机；19-过滤机械轴承；20-交流AMN；21-机械连接轴；22-接地编织带；23-电波暗室；24-12V蓄电池负载；25-220V交流电阻负载；
101-VCU控制器；102-电机控制器；103-充电机-DC/AC逆变器-DC/DC变换器-高压分线盒；104-驱动电机；105-减速器。
具体实施方式
参照图1与图2，本发明实施例提供了一种多合一电驱动总成的电磁兼容测试系统，该电驱动总成集成了电机控制器102、驱动电机104、减速器105、电源模块103（集成了充电机、DC/DC变换器、DC/AC逆变器、高压分线盒）、VCU控制器101，电机控制器102、驱动电机104、减速器105、电源模块103和VCU控制器101在同一金属壳体内部完成装配，共用低压直流电源接口与高压直流电源接口。各结构的连接方式与现有技术记载的方式相同。
本实施例中，VCU控制器101、减速器105、驱动电机104、电机控制器102、电源模块103的构造形式可以参考专利号为“CN210911983U”的专利文件以及在公开号为“CN109353201A”的专利申请文件中所描述的方式来结合实现集成为一体。
参照图1，本实施例中，为实现对多合一电驱动总成的电磁兼容测试，提供了一种针对多合一电驱动总成的电磁兼容测试系统，包括：待测电驱动总成1，其固定在低介电常数支撑物3上，所述低介电常数支撑物3位于电波暗室23的接地金属平面2上；为所述待测电驱动总成1中的提供直流电的高压直流电源系统和低压直流电源系统；为所述待测电驱动总成1中的充电机提供交流电的交流电源系统；对所述待测电驱动总成1中的驱动电机104的转速和扭矩进行控制的测功机系统；对所述待测电驱动总成1中的VCU控制器101进行控制的VCU负载箱操控系统；其中，
所述待测电驱动总成1包括：VCU控制器101、驱动电机104、减速器105以及集成在同一电源模块103内的充电机、电机控制器、DC/DC变换器、DC/AC逆变器和高压分线盒。
其中，如图1，所述高压直流电源系统包括：设置在所述电波暗室23外侧的高压直流电源14；设置在所述电波暗室23的暗室墙上的高压滤波器15；设置在所述电波暗室23的接地金属平面2上的两组高压线路阻抗稳定网络（高压LISN10）、两组第一负载（50Ω负载4）、阻抗匹配网络8，所述阻抗匹配网络8通过高压直流线束6连接所述待测电驱动总成1；所述高压直流电源连接所述高压滤波器15，所述高压滤波器15的两个输出端分别与一组所述高压线路阻抗稳定网络（高压LISN10）的输入端连接，两组所述高压线路阻抗稳定网络（高压LISN10）的其中一个输出端分别与一组所述第一负载（50Ω负载4）连接，且两组所述高压线路阻抗稳定网络（高压LISN10）的另外一个输出端均与所述阻抗匹配网络8的输入端连接。
其中，如图1，所述低压直流电源系统包括：设置在所述电波暗室23的接地金属平面2上的低压直流电源13、两组低压线路阻抗稳定网络（低压LISN9）和两组第二负载（50Ω负载4）；所述低压直流电源13的输出端分别和两组所述低压线路阻抗稳定网络（低压LISN9）的输入端连接，两组所述低压线路阻抗稳定网络（低压LISN9）的其中一个输出端分别连接一组所述第二负载（50Ω负载4），两组所述低压线路阻抗稳定网络（低压LISN9）的另外一个输出端分别通过低压线束5和所述待测电驱动总成1连接。
其中，如图1，所述VCU负载箱操控系统包括：设置在所述电波暗室23外侧的VCU负载观测器16；设置在所述电波暗室23的暗室墙上的负载连接器17；设置在所述电波暗室23的接地金属平面2上的VCU负载箱7，所述VCU负载观测器16、所述负载连接器17和所述VCU负载箱7依次相连，且所述VCU负载箱7连接所述待测电驱动总成1。
其中，如图1，所述交流电源系统包括：设置在所述电波暗室23外侧的交流电源11；设置在所述电波暗室23的暗室墙上的交流滤波器12；
设置在所述电波暗室23的接地金属平面2上的交流AMN20；
所述交流电源11、所述交流滤波器12和所述交流AMN20依次连接，所述交流AMN20连接所述待测电驱动总成1。
其中，如图1，所述测功机系统包括：设置在所述电波暗室23外侧的测功机18；设置在所述电波暗室23的暗室墙上的过滤机械轴承19；所述测功机18和所述过滤机械轴承19连接，所述过滤机械轴承19通过机械连接轴21连接所述待测电驱动总成1。
其中，如图1，所述电波暗室的接地金属平面2上设置有接地编织袋22，所述待测电驱动总成1通过线束连接所述接地编织袋22。
如图1，所述系统还包括：设置在所述电波暗室23的接地金属平面2上的12V蓄电池负载24和220V交流电阻负载25，所述12V蓄电池负载24和220V交流电阻负载25均和所述待测电驱动总成1连接。
由于干扰发射测试需在理论最大干扰工作状态测试，不同功能开启电路不同的需要划分不同测试状态进行测试，故本实施例中制定测试状态如下：
状态一：电机控制器102正转驱动， DC/AC与DC/DC功能带载输出，VCU负载箱7带载驱动；
状态二：电机控制器102反转驱动， DC/AC与DC/DC功能带载输出，VCU带载驱动；
状态三：电机控制器102空转不带载驱动， DC/AC逆变器与DC/DC功能带载输出，VCU负载箱7带载驱动；
状态四：电机控制器102待机，AC/DC与DC/DC功能带载输出，VCU带载驱动；
其中状态一分别考察各高压干扰源正常工作与VCU负载箱7带载工作时的干扰特性，状态二考察倒车工况下干扰源的干扰特性，状态三为空载工作下的干扰特性，测试结果与状态一形成对比并为多工况频谱分析提供数据支撑，状态四用于考察充电工况的干扰特性。
本实施例中，依靠上述系统进行电磁兼容测试时需对状态一至四分别进完成测试，具体如下：
状态一：
1.按图1完成实验布置。
2.打开低压直流电源13，打开高压直流电源14，将高压直流电源14的电压设定为多合一的待测试电驱动总成额定值，确认高压上电状态正常，DC/DC逆变器与DC/AC功能正常开启。
3.控制VCU负载箱7打开VCU驱动与输出，将测功机18的转速调整为正转模式并提升至测试工况要求值，将待测试电驱动总成扭矩提升至测试工况要求值。
4.稳定工作5分钟后，开始按CISPR25标准要求，测试并记录指标。
5.将转速与扭矩设置为0，关闭VCU负载箱7，关闭高压直流电源14与低压直流电源13。
状态二：
1.按图1完成实验布置。
2.打开低压直流电源，打开高压直流电源13，电压设定为多合一的待测试电驱动总成额定值，确认高压上电状态正常，DC/DC变换器与DC/AC逆变器的功能正常开启。
3.控制VCU负载箱7打开VCU驱动与输出，将测功机18的转速调整为反转模式并提升至测试工况要求值，将待测试电驱动总成的扭矩提升至测试工况要求值。
4.稳定工作5分钟后，开始按CISPR25标准要求，测试并记录指标。
5.将转速与扭矩设置为0，关闭VCU负载箱7，关闭高压直流电源14与低压直流电源。
状态三：
1.按图1完成实验布置。
2.打开低压直流电源13，打开高压直流电源14，电压设定为待测试电驱动总成的额定值，确认高压上电状态正常，DC/DC转换器与DC/AC逆变器功能正常开启。
3.控制VCU负载箱7打开VCU驱动与输出，将测功机18的转速调整为正转模式并提升至测试工况要求值，将待测试电驱动总成1扭矩设定为0。
4.稳定工作5分钟后，开始按CISPR25标准要求，测试并记录指标。
5.将转速设置为0，关闭VCU负载箱7，关闭高压直流电源14与低压直流电源13。
状态四：
1.按图1完成实验布置。
2.打开低压直流电源13，打开高压直流电源14，打开交流电源15，将三路电源的电压设定为待测试电驱动总成额定值，确认高压上电状态正常，DC/DC转换器与DC/AC逆变器功能正常开启。
3.控制VCU负载箱7打开VCU驱动与输出。
4.稳定工作5分钟后，开始按CISPR25标准要求，测试并记录指标。
5.关闭VCU负载箱7，关闭交流电源15、高压直流电源14与低压直流电源13。
本发明上述系统，适合于对新能源汽车多合一电驱动总成的电磁兼容测试，采用上述方案可以实现多合一电驱动总成理论最大干扰工作状态测试，并且不同功能按类型划分不同测试状态进行测试，方案涵盖所有定义的功能，同时考虑了不同测试状态搭配合适的测试工况，可有效降低测试时间，实现低成本高效的电磁兼容性干扰特性考察。
上述实施例只对其中一些本发明的一个或多个实施例进行了描述，但是本领域普通技术人员应当了解，本发明可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本发明精神及范围的情况下，本发明可能涵盖各种的修改与替换。
Claims (8)
1.一种多合一电驱动总成的电磁兼容测试系统，其特征在于，包括：
待测电驱动总成（1），其固定在低介电常数支撑物（3）上，所述低介电常数支撑物（3）位于电波暗室（23）的接地金属平面（2）上；
为所述待测电驱动总成（1）中的提供直流电的高压直流电源系统和低压直流电源系统；
为所述待测电驱动总成（1）中的充电机提供交流电的交流电源系统；
对所述待测电驱动总成（1）中的驱动电机的转速和扭矩进行控制的测功机系统；
对所述待测电驱动总成（1）中的VCU控制器进行控制的VCU负载箱操控系统；其中，
所述待测电驱动总成（1）包括：VCU控制器（101）、驱动电机（104）、减速器（105）以及集成在同一模块内的充电机、电机控制器、DC/DC变换器、DC/AC逆变器和高压分线盒。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述高压直流电源系统包括：
设置在所述电波暗室（23）外侧的高压直流电源（14）；
设置在所述电波暗室（23）的暗室墙上的高压滤波器（15）；
设置在所述电波暗室（23）的接地金属平面（2）上的两组高压线路阻抗稳定网络（10）、两组第一负载、阻抗匹配网络（8），所述阻抗匹配网络（8）通过高压直流线束（6）连接所述待测电驱动总成（1）；
其中，所述高压直流电源（14）连接所述高压滤波器（15），所述高压滤波器（15）的两个输出端分别与一组所述高压线路阻抗稳定网络（10）的输入端连接，两组所述高压线路阻抗稳定网络（10）的其中一个输出端分别与一组所述第一负载连接，且两组所述高压线路阻抗稳定网络（10）的另外一个输出端均与所述阻抗匹配网络（8）的输入端连接。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述低压直流电源系统包括：
设置在所述电波暗室（23）的接地金属平面（2）上的低压直流电源（13）、两组低压线路阻抗稳定网络（9）和两组第二负载；
所述低压直流电源（13）的输出端分别和两组所述低压线路阻抗稳定网络（9）的输入端连接，两组所述低压线路阻抗稳定网络（9）的其中一个输出端分别连接一组所述第二负载，两组所述低压线路阻抗稳定网络（9）的另外一个输出端分别通过低压线束（5）和所述待测电驱动总成（1）连接。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述VCU负载箱操控系统包括：
设置在所述电波暗室（23）外侧的VCU负载观测器（16）；
设置在所述电波暗室（23）的暗室墙上的负载连接器（17）；
设置在所述电波暗室（23）的接地金属平面（2）上的VCU负载箱（7），所述VCU负载观测器（16）、所述负载连接器（17）和所述VCU负载箱（7）依次相连，且所述VCU负载箱（7）连接所述待测电驱动总成（1）。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述交流电源系统包括：
设置在所述电波暗室（23）外侧的交流电源（11）；
设置在所述电波暗室（23）的暗室墙上的交流滤波器（12）；
设置在所述电波暗室（23）的接地金属平面（2）上的交流AMN（10）；
所述交流电源（11）、所述交流滤波器（12）和所述交流AMN（10）依次连接，所述交流AMN（10）连接所述待测电驱动总成（1）。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述测功机系统包括：
设置在所述电波暗室（23）外侧的测功机（18）；
设置在所述电波暗室（23）的暗室墙上的过滤机械轴承（19）；
所述测功机（18）和所述过滤机械轴承（19）连接，所述过滤机械轴承（19）通过机械连接轴（21）连接所述待测电驱动总成（1）。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电波暗室（23）的接地金属平面（2）上设置有接地编织袋（22），所述待测电驱动总成（1）通过线束连接所述接地编织袋（22）。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：设置在所述电波暗室（23）的接地金属平面（2）上的12V蓄电池负载（24）和220V交流电阻负载（25），所述12V蓄电池负载（24）和220V交流电阻负载（25）均和所述待测电驱动总成（1）连接。
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