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用于电动汽车的立异滤波器解决方案

用于电动汽车的创新滤波器解决方案-随着汽车配备的电子系统越来越多,对EMC的要求也随之增加。对于电动汽车而言(xEV),由于电机逆变器额外增加了电力电子设备,其对EMC的要求更甚。TDK集团的新型滤波

  跟着轿车装备的电子体系越来越多,对EMC的要求也随之添加。关于电动轿车而言(xEV),因为电机逆变器额定添加了电力电子设备,其对EMC的要求更甚。TDK集团的新式滤波器处理计划的面市,为处理相关EMC问题供给外形高雅,分量简便的处理计划。

  无论是混合动力仍是纯电动轿车,这些车型(xEV)装载了各种电子设备。而装载在电动车上的电子设备,无论是在质量仍是技能的要求方面都远超运用于内燃机车辆的电子设备。为了满意安全性、舒适度和通讯要求,电动车上的电子体系的复杂度不断添加,除此之外,电动驱动体系(包含高压电池、逆变器和至少一个电机)相同需求运用电子体系。

  因此,开发这种车辆时首先要保证单个体系能够完美装置在狭小空间中,而且不会引起互相搅扰,也不会搅扰影响车外体系。这些EMC要求有必要严厉契合CISPR25或EUDirectiveECE-R10等国际标准。

  屏蔽电缆引起的EMC问题为有用操控电机所需的功率和速度,逆变器选用的是脉宽调制(PWM)的作业形式。而脉冲上升沿或下降沿会在逆变器的输入和输出侧引起显着的EMC问题,如引发辐射发射和传导发射等问题。为了尽或许下降这些EMC问题发生的影响,绝大多数规划选用对整个体系进行彻底电磁密封或屏蔽的理念进行开发。

  为了节约空间并改进分量散布,各种驱动元件被分隔装置在整个车内。比方电池一般放于车尾,逆变器则放置在车头。电机装置在轮轴上,关于轮毂电机则直接装置在车轮上。因此,将逆变器衔接至电池,需求一根长的屏蔽电缆。可是,这样带来了极大的潜在危险,主要有三方面原因:1、很简单发生高屏蔽电流,然后引发高频区强辐射性;2、引发大幅度的电压尖峰,乃至或许损坏逆变器或电池;3、或许会经过耦合,然后搅扰车辆的低压体系。

  屏蔽电缆、屏蔽电池和逆变器之间的电气和机械衔接还或许发生更多的问题。因此,该衔接的阻抗有必要极低,然后保证屏蔽的有用性。可是车辆内涵振荡和冲击会逐步削弱屏蔽衔接,然后引起阻抗的长时间递加。此外由氧化乃至腐蚀引起的老化进程也不容忽视。图1显现了丈量电力电子设备电磁发放射性的设置要求(契合 CISPR25)。

  

  图1:依据CISPR25设置丈量

  体系(电池和逆变器之间用屏蔽电缆衔接)的辐射发射和传导发射功能如图2所示。

  

  图2:带有屏蔽线的发射功能

  虽然在电池和逆变器之间运用屏蔽电缆可下降辐射发射(上),但并不下降传导发射(下)。

  运用新式滤波器可显着改进EMC

  为了满意市场上日益严厉的EMC要求,TDK集团专门针对电动轿车的驱动体系运用,开发了爱普科斯(EPCOS)P100316*系列2线式高压直流滤波器。该系列专为600VDC高压运用而规划,合适高压电池供给的典型电压,其电流才能约为150ADC或350ADC,即便驱动体系的额定功率超越 100kW,滤波器仍然能有用。该系列滤波器具有多种类型可供选择,且一切类型的直流电阻仅为0.05m?,这意味着即便在高电流情况下也不会有显着的损耗。

  如图3所示,依据测验设置要求可承认该新式滤波器的杰出滤波功能。

  

  图3:运用爱普科斯(EPCOS)高压直流滤波器后的体系发射特性

  很显然:在电池和逆变器之间运用新式爱普科斯(EPCOS)EMC滤波器,即便运用非屏蔽电缆,也能显着下降传导搅扰。

  能够看出,假如运用新式滤波器,即便运用非屏蔽电缆,传导搅扰也可显着下降达70dB(或功率因数为3000),而且还能可观地削减单个体系中传统EMC元件的数量。

  除了杰出的电气功能,该滤波器具有外形紧凑,分量简便等特性,十分合适车辆运用,因此倍受客户喜爱。产品的尺度介于121mmx52mmx52mm和186mmx65mmx65mm之间,详细是类型而定。

  该新式系列包含12种类型,不只具有2种不同的电流才能(150ADC和350ADC),还具有不同的滤波特性。也就是说,客户能够更有针对性的取得处理本身EMC问题的计划,选择合适运用要求的滤波器类型。此外,咱们除了供给惯例功能的类型外,还供给在长波频谱150kHz和300kHz之间具有超强滤波功能的其他类型。

  延伸电机寿数

  高频屏蔽电流只代表了保证电磁兼容这一应战的一部分。比方,在逆变器的输出端,脉冲上升沿会引起电压尖峰,后者会跟着电缆电感值的添加而添加。一旦环境条件晦气,这些电压尖峰或许引起电弧,然后损坏电机绕组。与此同时,漏地电流也会随之发生,这些电流流过电机轴承,然后引起尖峰。反过来又会损坏轴承滚珠或滚子,使其过早失效。

  一个弥补方法是运用铁氧体环形磁芯,使电机电缆穿过这些磁芯。这样可显着下降共模搅扰和漏地电流,保证其不超越临界值。在此,TDK集团也供给了多种处理计划,如具有不同几许形状的环形磁芯和不同资料的铁氧体,且这些产品可针对特定频率区域进行优化,依据每个驱动体系量身定制。

  表:爱普科斯(EPCOS)2线式HVDC滤波器的技能数据

  

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