發布日期：2022-04-26 點擊率：40
《電動汽車及關鍵部件測評與開發技術》是繼《電動汽車動力電池系統安全分析與設計》、《電動汽車動力電池系統設計與制造技術》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一年聯袂打造，本書內容根據多年從事電動汽車及關鍵部件測評與開發工作的經驗積累，結合具體實例從整車關鍵性能、關鍵零部件、應用等多個角度進行了系統的梳理和論述，能夠為電動汽車領域相關企事業單位開展方案論證、產品開發、技術研究和生產制造等提供參考。本書共七章，分別論述了電動汽車及關鍵部件測評技術發展現狀、電動汽車整車安全性/節能/環境適用性/應用測評技術、電動汽車關鍵部件測評技術、燃料電池汽車及關鍵部件測評技術，可為新能源汽車行業從業人員提供豐富的工程實踐參考。
節選自《電動汽車及關鍵部件測評與開發技術》第4.1.3小節“電動汽車與民用電網的電磁兼容性測試評價”
電動汽車與民用電網的電磁兼容性測試評價主要考察三個方面：
1）充電狀態發射特性測試評價：電動汽車充電過程中通過車載充電機以傳導干擾形式對民用電網電源質量和其他用電設備的影響評價；
2）充電狀態抗擾性測試評價：民用電網中的脈沖信號通過充電線對電動汽車充電過程的影響評價；
3）電力線抗擾性測試評價：電力傳輸線產生的磁場對電動汽車的影響評價。
1. 電動汽車充電狀態發射特性測試評價
電動汽車充電狀態發射特性測試評價，主要通過測量來自汽車的交流（AC）電源線、直流（DC）電源線、網絡線、通信線上產生的傳導干擾，以確保其與居住環境、商業區和輕工業區兼容。參考標準或法規如表4-5 所示。在進行發射特性測試過程中，電動汽車動力電池荷電狀態（SOC）應保持在最大值的20%～80%。充電電流至少應設置為其額定值的80%。測試過程中汽車應固定、發動機關閉，所有其他可以被駕駛員、乘客持續接通的設備都應關閉。
（1）AC 電源線諧波發射特性測試評價
在電網的交流供電網絡中，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倍的大于基波的頻率分量，通過對電網周期性電流進行傅里葉級數變換，可對諧波頻率分量進行定量評價。諧波的存在，會對電網產生干擾——電能質量受到“污染”，電能質量下降將導致用電設備的功率損耗增加、壽命縮短等嚴重問題。
試驗設備和實際布置如圖4-9 所示。
諧波的評價方式是將測試結果和標準的限值進行比較，從而評價電動汽車諧波可能產生的影響。
某電動汽車在單相輸入電流≤16 A 的情況下的測試結果如圖4-10 所示。從測量結果數據圖表中可以看出，在整個試驗觀察周期內，各次諧波電流的平均值均低于限值，說明電動汽車對民用電網的電源質量影響在可接收范圍內。
（2）AC 電源線上電壓變化、電壓波動和電壓閃爍的發射特性測試評價
電動汽車在充電過程中如果供電電壓超出正常的電壓變化限度，將在電網中產生10 Hz 左右照明閃爍，影響電壓敏感型電子設備和儀器的正常運行。此類電壓變化、電壓波動和電壓閃爍會通過配電變壓器傳遞到低壓側的用戶電源端。
試驗設備和實際布置如圖4-11 所示。
電壓變化、電壓波動和電壓閃爍的評價方式是將測試結果和標準的限值進行比較，從而評價電動汽車可能產生的影響。
某電動車AC 電源線上電壓變化、電壓波動和電壓閃爍測試結果如表4-6 所示。由測試結果可以看出，該電動車的電壓變化、波動和閃爍都小于限值要求。
（3）AC/DC 電源線射頻傳導發射特性測試評價
汽車AC/DC 傳導發射測量的是電動汽車充電狀態下汽車AC 或DC 電源線上產生的射頻傳導騷擾。測試布置如圖4-12 所示。
汽車AC/DC 傳導發射測試評價方式是將測試結果和標準的限值進行比較，從而評價電動汽車可能產生的影響。
某電動汽車的AC 電源線火線測試數據如圖4-13 所示。由測試數據可以看出，準峰值的數據在800 kHz 以下的頻率范圍內超出限值15 dB，此電動汽車對AC 電源的射頻干擾比較嚴重。這時企業開發產品時應該對車載充電機的變流裝置實施有效的干擾抑制措施。
2. 電動汽車充電狀態抗擾性測試評價
電動汽車充電狀態抗擾性測試評價，主要通過測量汽車對沿AC 或DC 電源線傳導的浪涌抗擾度和汽車對沿AC 和DC 電源線的電快速瞬變/脈沖群（EFT）干擾的抗擾度。對電動汽車充電狀態抗擾性測試評價參考標準或法規如下表4-7所示。
測試過程中，一般要求汽車處于充電模式。在整個測試過程中，荷電狀態（SOC）應保持在最大值的20%～80%（在執行下一頻段測試時可能需要對動力電池進行放電，整個測試分成幾個階段完成）。充電電流至少設置為額定值的20%。
（1）浪涌抗擾性測試評價
浪涌一般會通過兩種途徑對電動汽車造成危害，一是極大的浪涌電壓超過設備的承受能力，導致汽車充電設備完全被破壞或壽命大降；二是多個小浪涌累積效應造成充電設備內部半導體器件性能衰退、設備故障甚至壽命縮短，導致電動汽車充電性能下降或者停止工作。試驗布置如圖4-14 所示。
進行浪涌抗擾性測試應觀察汽車的工作狀態，以對電動汽車的抗擾性做出相應的評價。
某電動汽車在浪涌信號電壓上升至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瞬間跳變至停止指示燈。這種情況可能造成用戶對汽車充電過程的誤判從而引起操作上的失誤。浪涌信號對電動車的充電設備存在一定的危害，因此在充電設備研制期間就要考慮到抑制浪涌的方法。在感應雷的作用下，電動汽車充電設備中的信號線、電源線上都可能產生浪涌高壓脈沖，在設計時須增加適當的浪涌抑制器件以保護充電系統在現場的正常運行，如：氣體放電管、雪崩二極管、金屬氧化物壓敏電阻和TVS管（固態瞬變電壓抑制器）。
（2）EFT 抗擾性測試評價
在電力網絡中存在著一些短暫的高能量的脈沖騷擾源，這些騷擾對繼電器及類似裝置的正常工作有非常大的影響，嚴重時會損壞元器件，甚至整個系統，這些騷擾源就稱為電快速瞬變脈沖群（EFT）。電網中常存在的高頻率的、極短的上升時間的脈沖群，易對電動汽車充電過程產生干擾。
其試驗布置與浪涌抗擾性測試類似。將模擬信號通過耦合器耦合到電動汽車的電源線上，進行測試。
電動汽車開發過程中，同樣應重視對于EFT 干擾的抑制，比如端口電源線加濾波電路，信號線加去耦電路，采用屏蔽電纜和連接器，在濾波器前端采用適當的高脈沖抑制器件，例如壓敏電阻、瞬態抑制器等。
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