純電動汽車電磁兼容分析與電磁干擾抑制

李興宇

(安徽江淮汽車集團股份有限公司技術中心，安徽合肥 230601)

純電動汽車電磁兼容分析與電磁干擾抑制

李興宇

(安徽江淮汽車集團股份有限公司技術中心，安徽合肥 230601)

隨著我國能源危機的加劇和環保社會建設的進程加快，對于純電動汽車的重視和普及工作都有著較為明顯的提升，也促進了近年來我國純電動汽車領域的發展。但是由于電磁兼容以及電磁干擾抑制等技術的研究進展遲緩，一直沒有能夠突破現有的瓶頸，導致純電動汽車的研究和制造水平提升緩慢，嚴重影響了我國純電動汽車的普及工作，也阻礙了環保社會的建設。針對目前我國純電動汽車中電磁兼容與電磁干擾抑制技術的現狀、影響因素、水平提升途徑進行分析，為純電動汽車的普及奠定基礎。

電磁兼容；電磁干擾；電磁抑制

0 引言

純電動汽車是近年來中小車型中較為風靡的新型汽車，由于使用成本低，因此受到了諸多人士的喜愛。可是由于我國純電動汽車的有關技術研究落后，導致其續航能力還有所不足，功能也較為簡陋，因此影響了純電動汽車的普及效果。而電磁兼容和電磁干擾抑制無疑是影響純電動汽車研究水平的重要因素，因此有關制造商和相關機構都加強對于電磁兼容和電磁干擾抑制的重視，提高純電動汽車電磁兼容和電磁干擾抑制水平，促進純電動汽車的進一步發展。

1 目前國內外電磁兼容和電磁抑制研究成果分析

電磁兼容和電磁抑制問題是一項新穎又久遠的課題，隨著一百多年前無線電波作為通信媒介的出現，學者們就發現了射頻干擾(Radio Frequency Interference，RFI)問題的出現，而1881年亥維塞的《論干擾》則是國內外關于電磁干擾問題的第一篇相關文獻。1883年法拉第發現了電磁感應定律，研究得出電磁磁場的波動會產生電磁感應勢，是電磁干擾研究中的一個重要里程碑，也引發了相關專家對于電磁干擾問題的研究興趣。1884年麥克斯韋提出的位移電流概念，則是電磁干擾問題的理論支撐，它認為變化的電場必然會導致不斷變動的磁場，由此會引起電磁波的波動。1887年電磁干擾問題委員會在柏林正式成立，這也是世界上第一個較為正規的電磁干擾問題相關組織，從此開始對電磁干擾問題較為系統的研究，開始電磁干擾問題研究領域的新篇章。此后在短短一年時間內，赫茲就用實驗證明了電磁波的存在，為電磁干擾問題研究的深入奠定了基礎，電磁干擾問題的相關研究步入了快速發展時期，取得了大量的研究成果。

雖然國外對于電磁干擾問題的發現和研究有了很長的歷史，但是對于電磁兼容性(Electromagnetic Compatibility，EMC)學科的研究還是在近代電力運用水平不斷提升的背景下開展的，并且很快就逐步建立起了相關標準，完善了電磁兼容的相關理論和研究體系。在1999年舉辦的國際EMC會議上，對于電磁兼容性應用分析的研究領域多達36個，可見電能應用的廣泛性以及電磁兼容性的重要作用。由此也引發了各國對于電磁兼容規范和標準制定的重視程度，在綜合考慮本國技術統籌水平的前提下，各國對于電磁兼容標準的制定工作也在逐漸進行，大大促進了電磁兼容性的研究進程和電磁兼容的標準化建設。

我國對于電磁干擾問題和電磁兼容性的研究工作近年來取得了可喜的成果，雖然我國在相關領域的研究起步較晚，但是隨著我國經濟的發展和人才培養體系的完善以及國家的重視，我國從1990年起發布的關于電磁兼容的公開文獻達到了210余篇，對于我國電磁兼容領域的研究工作起到了巨大的推動作用，同時也為我國電磁兼容標準和規范的制定提供了可靠的技術支撐，推動了我國EMC標準化建設進程。與此同時我國電磁兼容技術也在不斷地完善和發展，“EMC預測中FDTD法的一種建模技術”對于大型機械的電磁特性分析效果甚佳，“人體電磁效應計算的數據疊接技術”準確地計算出了人體電磁效應的比吸收率，諸如此類的技術在我國電磁兼容領域被不斷地開發和應用，推動了我國電磁兼容領域的發展，也為電磁兼容的實際應用提供了技術保障。

2 純電動汽車電磁兼容分析

電磁兼容一般意義上是指設備或系統在其電磁環境中能夠正常工作，且不對該環境中任何事物構成不能承受的電磁騷擾的能力。由于純電動汽車中電能應用區域較多，因此不可避免地各區域之間的電磁兼容處理難度較高，影響了純電動汽車的使用，也阻礙了純電動汽車研究和制造水平的突破，所以應該要加強對于純電動汽車電磁兼容的分析，提高純電動汽車的電磁兼容水平。

影響電磁兼容水平的3個主要因素分別為干擾源、傳播渠道以及敏感源，這3個因素也是無法避免的純電動汽車運行中的必然狀況。由于純電動汽車的特殊性，所以在運行過程中時刻都在產生干擾源通過傳播渠道刺激到敏感源的情況，影響純電動汽車的運轉，所以必須要加強對于電磁兼容三要素的重視和有關部位的研究，盡量減少干擾源的干擾電磁強度，削弱傳播渠道中的電磁干擾信號，降低敏感源對于電磁干擾的敏感程度，從這3點來共同保障純電動汽車的電磁兼容水平，促進純電動汽車制造水平的提高。

由于純電動汽車與傳統汽車的不同，因此其動力系統存在著很多差異性。純電動汽車的動力系統主要由驅動電機、控制器、減速箱以及儲電裝置組成，在純電動汽車的運轉過程中通過動力系統中的電磁信號來控制動力系統的運轉。而不可避免地在動力系統運轉過程中，干擾源和敏感源散發和接受的電磁騷擾持續不斷，因此影響了純電動汽車對于動力系統的控制，所以制造商和有關研究機構要加強對于動力系統中電磁兼容問題的重視，要通過部件的科學處理和動力系統內部結構的優化來降低電磁騷擾水平，保障電磁信號的準確及時，提高純電動汽車動力系統的運行水平。

3 目前影響純電動汽車電磁干擾抑制水平的因素分析

純電動汽車電磁干擾抑制水平毋庸置疑是影響純電動汽車運行水平的重要因素，但是現階段它已經成為了阻礙純電動汽車運行的關鍵要素。由于電磁干擾抑制技術研究水平的進步遲緩，導致了電磁干擾抑制水平不足以保障純電動汽車的運行。因此有關機構和制造商都應該及時地發現和重視電磁干擾抑制問題，提高電磁干擾抑制水平來保障純電動汽車的運行。

3.1 車載干擾源抑制技術研究遲緩

車載干擾源是純電動汽車運行過程中重要的干擾源之一，也是影響純電動汽車運行的主要因素，但是在現階段對于車載干擾源的抑制技術研究還有所欠缺，嚴重影響了純電動汽車的運行。車載干擾源主要是車內電氣系統運行中產生的電磁干擾信號，而由于純電動汽車的特殊性，其內部電氣系統結構復雜，幾乎涉及到純電動汽車運行的各個部位，因此電磁干擾強度較大，影響了純電動汽車的運行水平。不僅如此，電力電子裝置產生的快速整流、電機發動等產生的高強度電磁干擾信號更是嚴重影響了純電動汽車的運行水平。

3.2 對于人為干擾源的汽車外部處理水平較差

影響純電動汽車電磁干擾抑制水平的另一個重要因素就是人為干擾源。隨著人們收入水平的提高，電子設備的普及和應用水平也大幅度提升，這就直接導致了外部電磁干擾信號的復雜性，而且電磁干擾強度也大幅度上升，因此給純電動汽車的運行造成了很大的影響。而目前純電動汽車由于技術的限制和制造成本的原因，純電動汽車外部防干擾技術的應用水平較低，而且相關的電磁干擾抑制材料的使用也較少，所以對于人為干擾源的處理水平較差，增強了電磁干擾對純電動汽車的影響，阻礙了純電動汽車的正常運行。

4 提高純電動汽車電磁干擾抑制水平的途徑

4.1 加強對車載干擾源的抑制技術研究

作為影響電磁干擾水平的重要因素，車載干擾源不但對純電動汽車的運行造成了阻礙，甚至還會對人體產生一些不良影響，因此有關研究機構和制造商必須加強對于車載干擾源的重視，有效消減車載干擾源造成的電磁干擾。首先，有關機構要加強對于車載干擾源抑制技術的研究。針對車載干擾源的干擾源、傳播渠道以及敏感源3個要素進行研究，加強對電磁干擾信號散發和接受部位的電磁信號消減，通過材質和結構的優化來有效地減少車載干擾源的電磁干擾，保障純電動汽車的正常運行。其次，要提高車內包裹材料的選取標準。車內包裹材料也是消減電磁干擾信號的重要影響因素，由于電氣系統結構的復雜性，優質的防電磁干擾材料可以在電磁干擾信號傳播過程

中有效消減電磁干擾強度，減少電磁干擾帶來的不良影響。最后，要加強濾波器的研究和使用水平。濾波器可以有效地減少由于電路通路直接造成的電磁干擾，消減電磁信號傳導干擾，所以要加強先進濾波器的研究和引進，從而保障純電動汽車的內部電磁抑制水平，提高純電動汽車的運行水平，也可以保障車內人員的安全。

4.2 提高對人為干擾源的電磁抑制處理水平

近年來人為干擾源對于純電動汽車的影響愈發明顯，由于電子設備的普及，導致純電動汽車外部人為電磁干擾信號密布，電磁干擾強度也有所提升，所以必須要提高對人為干擾源的電磁抑制處理水平，降低外部電磁干擾信號對純電動汽車影響。要提高車體材料的選取水平，車體材料無疑是消減外部電磁干擾信號的最主要因素，也是減少外部人為干擾電磁信號強度的關鍵要素，所以必須要加強車體材料的選取水平，選取高電磁抑制的材料來進行外部涂抹，以此來確保對電磁干擾信號的消減水平。

5 結論

隨著能源危機加劇和新能源開發利用水平的不斷提升，再加上環保意識的普及，純電動汽車的使用將會持續擴大，但是由于目前我國純電動汽車電磁兼容和電磁干擾抑制技術的研究進步遲緩，無疑阻礙了純電動汽車的使用效果。所以有關制造商和相關研究機構必須要加強對于純電動汽車電磁兼容和電磁干擾抑制技術研究的重視，有效提高電磁兼容水平和電磁干擾抑制水平，科學合理地保障純電動汽車的運行效果和車內人員安全，樹立良好形象，為純電動汽車的普及奠定基礎。

[1]劉尚合，劉衛東.電磁兼容與電磁防護相關研究進展[J].高電壓技術，2014,40(6):1605-1613.

LIU S H,LIU W D.Progress of Relevant Research on Electromagnetic Compatibility and Electromagnetic Protection[J].High Voltage Engineering,2014,40(6):1605-1613.

[2]李旭，王麗芳，何舉剛，等.電動汽車BMS電磁兼容性能優化研究[J].電工電能新技術，2014,33(3):39-43.

LI X,WANG L F,HE J G,et al.Research of Electromagnetic Compatibility Optimization Technology of Battery Management System[J].Advanced Technology of Electrical Engineering and Energy,2014,33(3):39-43.

[3]楊開宇.增程式電動汽車動力系統電磁兼容研究[D].長春：吉林大學,2015.

[4]馬羚媛.電動汽車直流變換系統的傳導干擾建模與抑制方案設計[D].重慶：重慶大學,2014.

[5]周睿敏.混合動力汽車用DC/AC逆變器的EMC研究[D].長春：吉林大學,2013.

[6]易文平.增程式電動汽車輔助動力系統的電磁干擾分析與預測[D].長春：吉林大學,2016.

[7]歐陽杰.電動汽車電力驅動系統電磁兼容研究[D].蘇州：蘇州大學,2015.

ElectromagneticCompatibilityAnalysisandElectromagneticInterferenceSuppressionforElectricVehicles

LI Xingyu

(Technology Center，Anhui Jianghuai Automobile Group Co.,Ltd.,Hefei Anhui 230601,China)

As China’s energy crisis aggravated and environmental protection social construction process sped up,the attention and popularity for pure electric vehicles have been greatly improved which also promote the development of China’s electric vehicle field in recent years.But because of research progress for pure electric vehicles including electromagnetic compatibility and electromagnetic interference suppression technology is slow, the existing bottleneck has not been able to break all the time, resulting in low research and making level of pure electric vehicles,which seriously impact electric vehicle popularization work in China, also hinder the construction of environment-friendly society.At present, the status quo, influencing factors and level raising way of the electric vehicle electromagnetic compatibility and electromagnetic interference suppression technology in China were analyzed.It lays foundation for the popularity of electric vehicles.

Electromagnetic compatibility; Electromagnetic interference; EMI suppression

2017-05-10

李興宇，本科，工程師，從事整車及零部件電磁兼容和電子電器性能領域研發、試驗工作。E-mail：pestlxy@163.com。

10.19466/j.cnki.1674-1986.2017.10.018

U469.72

A

1674-1986(2017)10-077-03