面向组件和 EMC 的电动汽车 – 仿真和测量
2025-03-29
对于当前的模拟，仅考虑传导发射。辐射发射将来可以在三维模型中实现。创建的仿真模型旨在与其他 PSpice 模型连接，以制作测试电动汽车的完整模型。
近年来，化石燃料的枯竭和燃料价格的上涨导致汽车制造商对混合动力和电动汽车的制造越来越感兴趣。另一方面，对此类新机器元件的 EMC 要求非常严格且难以实现。考虑到这些新型汽车的汽车元件价格高昂，发现在软件应用程序中模拟机器的行为并测试 EMC 对模拟模型的影响直到获得良好的结果，更容易接受且更具成本效益。
模拟数据 / 技术参数
测试电动汽车的示意图如图 1 所示。本研究使用了 EMC 辐射的汽车元件。
用于模拟使用来自测试电动汽车中相应真实设备的技术参数的数据，即：
电机驱动
频压转换器 /
DC/DC 电压转换器，
带 BMS 的电池。
EMC 仿真结果
PWM 控制信号的频率为 50 KHz。占空比取决于所需正弦曲线的形式。选择的正弦波频率为 660 Hz，对应于电动机的负载，它是重的运行模式。
图形中的红线 （Vn005） 表示在 A 相和 B 相之间测量的正弦波的形状。在当前的仿真模型中，没有使用额外的滤波电容器。这就是为什么图形上的正弦曲线与理想正弦曲线形式有一些波动的原因。绿线 （Vn008） 是来自电桥的上部晶体管的控制信号，蓝线 （Vn004） 表示下部晶体管的控制信号。
图 3 显示了输出正弦曲线的快速傅里叶变换 （FFT）。
图 2：A 相信号和 PWM 控制信号的波形
从图中可以看出，在 50 kHz 处有一个主谐波，然后是更高的谐波。在 20 MHz 左右有一个峰值，它对信号的负面影响，必须消除。
EMC 测量结果
在下面的测量图 4 和 5 中，非常高的干扰 EMC 电压位于石墨上。
图 3：输出正弦曲线的 FFT
实际测量的结果是，未通过标准 EN 61000-6-4 的 EMC 测试。
我们有许多非常高的干扰效果。仿真结果具有与测量精度相同的特性，但仿真结果与实际测量特性不完全相同。
原因是 EMC 模型只有电流耦合效应，而不是所有的 EMC 耦合效应。
但仿真和测量结果是，EMI 非常高，无法通过测试。