《電動(dòng)汽車及關(guān)鍵部件測(cè)評(píng)與開發(fā)技術(shù)》是繼《電動(dòng)汽車動(dòng)力電池系統(tǒng)安全分析與設(shè)計(jì)》、《電動(dòng)汽車動(dòng)力電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制造技術(shù)》之后，系列叢書的第三本專著，由吳志新、周華和王芳等多位專家耗時(shí)一年聯(lián)袂打造，本書內(nèi)容根據(jù)多年從事電動(dòng)汽車及關(guān)鍵部件測(cè)評(píng)與開發(fā)工作的經(jīng)驗(yàn)積累，結(jié)合具體實(shí)例從整車關(guān)鍵性能、關(guān)鍵零部件、應(yīng)用等多個(gè)角度進(jìn)行了系統(tǒng)的梳理和論述，能夠?yàn)殡妱?dòng)汽車領(lǐng)域相關(guān)企事業(yè)單位開展方案論證、產(chǎn)品開發(fā)、技術(shù)研究和生產(chǎn)制造等提供參考。本書共七章，分別論述了電動(dòng)汽車及關(guān)鍵部件測(cè)評(píng)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀、電動(dòng)汽車整車安全性/節(jié)能/環(huán)境適用性/應(yīng)用測(cè)評(píng)技術(shù)、電動(dòng)汽車關(guān)鍵部件測(cè)評(píng)技術(shù)、燃料電池汽車及關(guān)鍵部件測(cè)評(píng)技術(shù)，可為新能源汽車行業(yè)從業(yè)人員提供豐富的工程實(shí)踐參考。
節(jié)選自《電動(dòng)汽車及關(guān)鍵部件測(cè)評(píng)與開發(fā)技術(shù)》第4.1.3小節(jié)“電動(dòng)汽車與民用電網(wǎng)的電磁兼容性測(cè)試評(píng)價(jià)”
電動(dòng)汽車與民用電網(wǎng)的電磁兼容性測(cè)試評(píng)價(jià)主要考察三個(gè)方面：
1）充電狀態(tài)發(fā)射特性測(cè)試評(píng)價(jià)：電動(dòng)汽車充電過(guò)程中通過(guò)車載充電機(jī)以傳導(dǎo)干擾形式對(duì)民用電網(wǎng)電源質(zhì)量和其他用電設(shè)備的影響評(píng)價(jià)；
2）充電狀態(tài)抗擾性測(cè)試評(píng)價(jià)：民用電網(wǎng)中的脈沖信號(hào)通過(guò)充電線對(duì)電動(dòng)汽車充電過(guò)程的影響評(píng)價(jià)；
3）電力線抗擾性測(cè)試評(píng)價(jià)：電力傳輸線產(chǎn)生的磁場(chǎng)對(duì)電動(dòng)汽車的影響評(píng)價(jià)。
1. 電動(dòng)汽車充電狀態(tài)發(fā)射特性測(cè)試評(píng)價(jià)
電動(dòng)汽車充電狀態(tài)發(fā)射特性測(cè)試評(píng)價(jià)，主要通過(guò)測(cè)量來(lái)自汽車的交流（AC）電源線、直流（DC）電源線、網(wǎng)絡(luò)線、通信線上產(chǎn)生的傳導(dǎo)干擾，以確保其與居住環(huán)境、商業(yè)區(qū)和輕工業(yè)區(qū)兼容。參考標(biāo)準(zhǔn)或法規(guī)如表4-5 所示。在進(jìn)行發(fā)射特性測(cè)試過(guò)程中，電動(dòng)汽車動(dòng)力電池荷電狀態(tài)（SOC）應(yīng)保持在最大值的20%～80%。充電電流至少應(yīng)設(shè)置為其額定值的80%。測(cè)試過(guò)程中汽車應(yīng)固定、發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉，所有其他可以被駕駛員、乘客持續(xù)接通的設(shè)備都應(yīng)關(guān)閉。
（1）AC 電源線諧波發(fā)射特性測(cè)試評(píng)價(jià)
在電網(wǎng)的交流供電網(wǎng)絡(luò)中，除了50 Hz 或60 Hz 的基波頻率外，還存在著基波頻率若干整數(shù)倍的大于基波的頻率分量，通過(guò)對(duì)電網(wǎng)周期性電流進(jìn)行傅里葉級(jí)數(shù)變換，可對(duì)諧波頻率分量進(jìn)行定量評(píng)價(jià)。諧波的存在，會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生干擾——電能質(zhì)量受到“污染”，電能質(zhì)量下降將導(dǎo)致用電設(shè)備的功率損耗增加、壽命縮短等嚴(yán)重問(wèn)題。
試驗(yàn)設(shè)備和實(shí)際布置如圖4-9 所示。
諧波的評(píng)價(jià)方式是將測(cè)試結(jié)果和標(biāo)準(zhǔn)的限值進(jìn)行比較，從而評(píng)價(jià)電動(dòng)汽車諧波可能產(chǎn)生的影響。
某電動(dòng)汽車在單相輸入電流≤16 A 的情況下的測(cè)試結(jié)果如圖4-10 所示。從測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)圖表中可以看出，在整個(gè)試驗(yàn)觀察周期內(nèi)，各次諧波電流的平均值均低于限值，說(shuō)明電動(dòng)汽車對(duì)民用電網(wǎng)的電源質(zhì)量影響在可接收范圍內(nèi)。
（2）AC 電源線上電壓變化、電壓波動(dòng)和電壓閃爍的發(fā)射特性測(cè)試評(píng)價(jià)
電動(dòng)汽車在充電過(guò)程中如果供電電壓超出正常的電壓變化限度，將在電網(wǎng)中產(chǎn)生10 Hz 左右照明閃爍，影響電壓敏感型電子設(shè)備和儀器的正常運(yùn)行。此類電壓變化、電壓波動(dòng)和電壓閃爍會(huì)通過(guò)配電變壓器傳遞到低壓側(cè)的用戶電源端。
試驗(yàn)設(shè)備和實(shí)際布置如圖4-11 所示。
電壓變化、電壓波動(dòng)和電壓閃爍的評(píng)價(jià)方式是將測(cè)試結(jié)果和標(biāo)準(zhǔn)的限值進(jìn)行比較，從而評(píng)價(jià)電動(dòng)汽車可能產(chǎn)生的影響。
某電動(dòng)車AC 電源線上電壓變化、電壓波動(dòng)和電壓閃爍測(cè)試結(jié)果如表4-6 所示。由測(cè)試結(jié)果可以看出，該電動(dòng)車的電壓變化、波動(dòng)和閃爍都小于限值要求。
（3）AC/DC 電源線射頻傳導(dǎo)發(fā)射特性測(cè)試評(píng)價(jià)
汽車AC/DC 傳導(dǎo)發(fā)射測(cè)量的是電動(dòng)汽車充電狀態(tài)下汽車AC 或DC 電源線上產(chǎn)生的射頻傳導(dǎo)騷擾。測(cè)試布置如圖4-12 所示。
汽車AC/DC 傳導(dǎo)發(fā)射測(cè)試評(píng)價(jià)方式是將測(cè)試結(jié)果和標(biāo)準(zhǔn)的限值進(jìn)行比較，從而評(píng)價(jià)電動(dòng)汽車可能產(chǎn)生的影響。
某電動(dòng)汽車的AC 電源線火線測(cè)試數(shù)據(jù)如圖4-13 所示。由測(cè)試數(shù)據(jù)可以看出，準(zhǔn)峰值的數(shù)據(jù)在800 kHz 以下的頻率范圍內(nèi)超出限值15 dB，此電動(dòng)汽車對(duì)AC 電源的射頻干擾比較嚴(yán)重。這時(shí)企業(yè)開發(fā)產(chǎn)品時(shí)應(yīng)該對(duì)車載充電機(jī)的變流裝置實(shí)施有效的干擾抑制措施。
2. 電動(dòng)汽車充電狀態(tài)抗擾性測(cè)試評(píng)價(jià)
電動(dòng)汽車充電狀態(tài)抗擾性測(cè)試評(píng)價(jià)，主要通過(guò)測(cè)量汽車對(duì)沿AC 或DC 電源線傳導(dǎo)的浪涌抗擾度和汽車對(duì)沿AC 和DC 電源線的電快速瞬變/脈沖群（EFT）干擾的抗擾度。對(duì)電動(dòng)汽車充電狀態(tài)抗擾性測(cè)試評(píng)價(jià)參考標(biāo)準(zhǔn)或法規(guī)如下表4-7所示。
測(cè)試過(guò)程中，一般要求汽車處于充電模式。在整個(gè)測(cè)試過(guò)程中，荷電狀態(tài)（SOC）應(yīng)保持在最大值的20%～80%（在執(zhí)行下一頻段測(cè)試時(shí)可能需要對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行放電，整個(gè)測(cè)試分成幾個(gè)階段完成）。充電電流至少設(shè)置為額定值的20%。
（1）浪涌抗擾性測(cè)試評(píng)價(jià)
浪涌一般會(huì)通過(guò)兩種途徑對(duì)電動(dòng)汽車造成危害，一是極大的浪涌電壓超過(guò)設(shè)備的承受能力，導(dǎo)致汽車充電設(shè)備完全被破壞或壽命大降；二是多個(gè)小浪涌累積效應(yīng)造成充電設(shè)備內(nèi)部半導(dǎo)體器件性能衰退、設(shè)備故障甚至壽命縮短，導(dǎo)致電動(dòng)汽車充電性能下降或者停止工作。試驗(yàn)布置如圖4-14 所示。
進(jìn)行浪涌抗擾性測(cè)試應(yīng)觀察汽車的工作狀態(tài)，以對(duì)電動(dòng)汽車的抗擾性做出相應(yīng)的評(píng)價(jià)。
某電動(dòng)汽車在浪涌信號(hào)電壓上升至2 kV 瞬間，儀表充電指示燈瞬間斷電，充電連接器充電指示燈會(huì)瞬間跳變至停止指示燈。這種情況可能造成用戶對(duì)汽車充電過(guò)程的誤判從而引起操作上的失誤。浪涌信號(hào)對(duì)電動(dòng)車的充電設(shè)備存在一定的危害，因此在充電設(shè)備研制期間就要考慮到抑制浪涌的方法。在感應(yīng)雷的作用下，電動(dòng)汽車充電設(shè)備中的信號(hào)線、電源線上都可能產(chǎn)生浪涌高壓脈沖，在設(shè)計(jì)時(shí)須增加適當(dāng)?shù)睦擞恳种破骷员Ｗo(hù)充電系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)的正常運(yùn)行，如：氣體放電管、雪崩二極管、金屬氧化物壓敏電阻和TVS管（固態(tài)瞬變電壓抑制器）。
（2）EFT 抗擾性測(cè)試評(píng)價(jià)
在電力網(wǎng)絡(luò)中存在著一些短暫的高能量的脈沖騷擾源，這些騷擾對(duì)繼電器及類似裝置的正常工作有非常大的影響，嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞元器件，甚至整個(gè)系統(tǒng)，這些騷擾源就稱為電快速瞬變脈沖群（EFT）。電網(wǎng)中常存在的高頻率的、極短的上升時(shí)間的脈沖群，易對(duì)電動(dòng)汽車充電過(guò)程產(chǎn)生干擾。
其試驗(yàn)布置與浪涌抗擾性測(cè)試類似。將模擬信號(hào)通過(guò)耦合器耦合到電動(dòng)汽車的電源線上，進(jìn)行測(cè)試。
電動(dòng)汽車開發(fā)過(guò)程中，同樣應(yīng)重視對(duì)于EFT 干擾的抑制，比如端口電源線加濾波電路，信號(hào)線加去耦電路，采用屏蔽電纜和連接器，在濾波器前端采用適當(dāng)?shù)母呙}沖抑制器件，例如壓敏電阻、瞬態(tài)抑制器等。
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