电动汽车电磁兼容设计：抑制干扰策略

"电动汽车的电磁兼容设计探讨了电动汽车在电磁环境下的设计挑战，主要关注共模和差模干扰源及其抑制方法，以及长线传输引起的过电压解决方案和其他降扰抗扰措施。" 电动汽车的电磁兼容设计是新能源汽车发展中至关重要的一个方面，因为它直接影响到车辆的可靠性和安全性。随着电动汽车中电子信息技术的广泛应用，电磁兼容（EMC）问题变得越来越突出。本文由天津大学的夏超英撰写，重点关注了以下几个关键知识点： 1. 共模干扰源及耦合途径：共模干扰主要源自电池、逆变器、电机和充电机系统，其中逆变器的脉宽调制输出电压和共模电压是主要来源。干扰可通过电机内部寄生参数、电池对底盘的分布电容以及车身静电等途径耦合。共模干扰电流会在电机内部形成高频电流，影响系统性能。 2. 共模干扰的抑制：抑制共模干扰的方法包括在逆变器三相输出线上使用磁环增加共模阻抗，动力电缆采用屏蔽设计，功率管与散热器间加屏蔽层并绝缘，以及在电机和电池包与车身间增加二次绝缘，减少分布电容，以降低耦合。 3. 差模干扰源及耦合途径：差模干扰主要由IGBT开关动作产生的电压瞬变引起，这些瞬变在主回路寄生电感上产生电压，导致差模电流流通。这种电流会通过电机驱动系统内部的电路路径传播，影响系统稳定性。 4. 差模干扰的抑制：抑制差模干扰的策略包括在电机驱动系统中采用适当的电路设计，如预充电电阻、支撑电容，以及在充电接口添加共模和差模抑制电感和旁路电容，以减少电压波动和电流冲击。 5. 长线传输引起的过电压及解决方案：长距离电源线可能导致电压突升，解决方案可能包括使用滤波器、适当选择线缆尺寸和材料，以及采用瞬态电压抑制器（TVS）等保护器件，以防止过电压对系统造成损害。 6. 其他降扰和抗扰措施：除了上述方法外，还可以通过优化布线布局、选用低电磁辐射的元器件、实施软件滤波算法等综合措施来提高整个系统的抗干扰能力。 总结来说，电动汽车的电磁兼容设计涵盖了从干扰源识别、耦合路径分析到具体抑制策略的全方位研究，对于保障电动汽车的正常运行和乘客安全至关重要。随着电动汽车技术的不断发展，电磁兼容性的设计将更加复杂且重要，需要持续的研究和改进。