本发明涉及emc问题的解决方法
技术领域：
，具体涉及一种应对新能源电动汽车emc问题的解决方法。
背景技术：
：新能源电动汽车不像常规动力汽车一样存在燃油经济性、发动机机械性能等问题，具有零排放不污染空气和可持续能源及部分清洁能源的优点；因而新能源电动汽车的研究现在越发受重视，但其由于电机运行需要大电流驱动，在电机工作状态变换时，系统中存在急剧电流电压变化，因而电磁兼容成为影响电动汽车电子系统安全的一个核心问题。emc(electromagneticcompatibility，电磁兼容性)是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力oemc包括了emi(electromagneticinterference，电磁干扰)和ems(electromagneticsusceptibility，电磁敏感性)，emi是指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰；ems是指器具对所在环境中存在的电磁干扰所具有的一定程度的抗扰度。emi是主动性的，即对外界产生的干扰，ems是被动性的，即抵抗外界的干扰。所以对设备的emc系统的要求是即减少对其他仪器和设备的干扰，同时自身能抵抗相当程度的外界干扰。新能源电动汽车的emc系统中emi自身电磁波发射问题目前是较难解决的问题，如果这个问题不能很好的解决，新能源电动汽车将会形成另一种污染问题，即第四大污染源电磁辐射污染，该问题增加了电磁复杂环境恶化，同时也会对人体的健康产生伤害。技术实现要素：本发明的发明目的在于提供一种应对新能源电动汽车emc问题的解决方法，该方法解决了emc系统中emi自身电磁波发射问题，避免了新能源电动汽车产生的电磁辐射污染；以及ems对新能源电动汽车正常运行和操作的安全性。为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：一种应对新能源电动汽车emc问题的解决方法，所述方法包括以下步骤：(1)使用emc测试方法，测量产品的辐射骚扰场强图，并记录超过emc标准的辐射骚扰场强图的频率或频段；(2)根据屏蔽起频率和止频率，选取对应材料；(3)计算决定屏蔽效能se的db值，在选择正确屏蔽材料后，从起频率来计算所述对应材料的厚度；(4)确定新能源电动汽车其他配件的屏蔽效能并选定配件的材质。在本发明中，进一步的，所述步骤(2)中选择对应材料的方法包括以下步骤：1)根据材料的相对电导率和相对磁导率确定材料的性质；2)根据屏蔽起频率和止频率，确实所需要选择的材料组合，判断组合材料能否达到所需要求；若不能达到要求，进一步对材料进行退火或电流软化处理以达到要求。在本发明中，进一步的，根据集肤深度公式和屏蔽效能计算公式确定屏蔽层的厚度。所述集肤深度公式为：其中：δ为集肤深度，f为频率(khz)，μ为磁导率(h/m)，ξ为电导率(20℃-1/ωm)；而ω＝2πf，ω为角频率；所述屏蔽效能计算公式为：n·db＝o.15·δ·n其中：0.15为常数，n为数字，如40；s为db/mm，屏蔽效能se为db。常数0.15是经过多次测量的经验值，db/mm是随着屏蔽效能se(db)值变化而变化，db值越高，材料的屏蔽层越厚；反之，db值越低，材料的屏蔽层越薄。在本发明中，进一步的，所述其他配件包括屏蔽连接器、金属屏蔽盒或壳或箱、滤波、线缆隔离与布线。在本发明中，进一步的，所述屏蔽连接器要满足整体emi屏蔽频率范围为100khz～2.5ghz，以及选用所要达到的40db值采用对应材料和对应材料的厚度。屏蔽电缆必须保持在其整个长度上，以360°方式形成屏蔽覆盖，这其中就包括电缆两端的连接器背壳在内，所有的屏蔽连接器性能是随频率变化而改变的。连接器背壳本身也必须与安装它们的罩壳屏蔽使用用带有金属弹簧垫圈这一类的紧固件形成360°方式的搭接。鞍座夾对大多数矩形连接器背壳的应用来说，似乎都能形成很好的屏蔽搭接。但要尽量避免使用那种需要屏蔽层引出线形成搭接的连接器。双层屏蔽电缆的两端使用的都是用螺栓紧固的金属背壳连接器情况下，往往可以从屏蔽电缆获得较好的性能。在用于相同频率时，它们的性能和可靠性都要比卡口型(如bnc)的好得多。屏蔽电缆的搭接的顺序应为：360°的连接方式把电缆的屏蔽与连接器的金属背壳相连接，然后再从连接器背壳接到罩壳的屏蔽。在实际应用中，要特别提防那些使用单个簧片、线夹或导线的连接器。同时还要密切注意，在高频情况下，屏蔽搭接引线存在的本身可以限制se。屏蔽连接器要注意被屏蔽的频率必须采用正确的材料前提下，采用同样的材料做连接器。尽量满足整体emi确定屏蔽频率范围100khz～2.5ghz，以及所要达到的40db值采用的材料和厚度。在本发明中，进一步的，所述金属屏蔽盒或壳或箱要满足比确定的屏蔽效能se高20db值。所述金属屏蔽盒或壳或箱可以采用镁金属或其他金属做全封闭的屏蔽，从工艺上来看采用镁金属是最合理和最佳方案，如果需要40ghz和60ghz频率时孔洞和通风孔可能有性难度。一般所述金属屏蔽盒或壳或箱设计时都要提高确定的屏蔽效果se要高20db值，以防其他因素影响整体的屏蔽效果达不到其要求的整体效果。在本发明中，进一步的，所述滤波要满足标准规定的传导发射限值要求。从电磁兼容的角度，滤波包括所有减小传导信号的措施，这包括滤波被单元的电气和机械结构，滤波器壳体的接地和导线的电阻负载。此外，滤波还包括线缆，尤其重要的是电源线，要满足标准规定的传导发射限值要求。同时，滤波器电路要确保不破坏外壳、壳体和箱体的屏蔽效能。另外滤波在保证电气设备或系统的电磁兼容性中，屏蔽和滤波都起着重要的作用。如果说屏蔽主要是为了防护辐射性电磁干扰，那么滤波则主要是为了抑制不需要的传导性电磁干扰。根据频率特性可分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器。纯电动汽车选择滤波器应从频率为主体。在本发明中，进一步的，所述线缆隔离与布线在综合考虑隔离与排布空间的因素下，根据线缆应用的频率进行线缆分布，将敏感电路和产品分类。隔离是实现emc的一种重要的手段，如果在初期设计阶段采取隔离措施，几乎不会增加任何成本。如果在设计即将完成时才考虑隔离措施，就要花费很大代价。所以必须尽早考虑隔离措施。隔离的目的就是将敏感电路和产品分离开，间距越大越好。在互连电缆进行隔离之前，先按照线缆应用的频率进了进行电缆分类。根据它们的类别实施隔离。电缆必须紧挨共模电流返回路径布线，但在这里却需要几类电缆之间必须保持一定的距离，而距离的大小很难设定的，这需要综合考虑电缆的类型、品质、长度以及互连电路的emc的性能。所有梱扎成束的线缆必须属于同一类别(或分类)，并在整个长度上紧挨它们的共模电流返回路径(如地搭接网络)，线束的直径过大或过高都不利于产品的emc的性能，因为这样一来，有些线缆与共模电流返回路径的间距就会过大。一个有效的共模电流返回路径，其在最高关注频率必须具有阻抗较低的电流环路。如果该路径无效，就必须认真考虑电缆的隔离。如果电缆之间需要彼此穿插布线，交叉角度最好为90°，同时保证不同类别电缆之间的隔离。线缆隔离的间距设定应该在产品研发初期最好进行电缆问耦合效果的详细预估，以给出更为合适的电缆间距。如果电缆的隔离实现起来比较困难，应该考虑在产品研发初期时电缆的耦合进行认真计算、分析或试验。若电缆间不得不设定得很小，电缆的长度又比较长，或者通过分析发现了一些潜在的风险，则可以使用一些高性能的接头，或采取其他控制措施(屏蔽、滤波、瞬态控制等)。本发明方法解决了emc系统中emi自身电磁波发射问题，避免了新能源电动汽车产生的电磁辐射污染；以及ems对新能源电动汽车正常运行和操作的安全性；使新能源电动汽车更加符合要求，适于新能源电动汽车的规模化生产与应用。具体实施方式为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合实施例，进一步阐述本发明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。本实施方式提供一种应对新能源电动汽车emc问题的解决方法，所述方法包括以下步骤：(1)使用emc测试方法，测量产品的辐射骚扰场强图，并记录超过emc标准的辐射骚扰场强图的频率或频段；(2)根据屏蔽起频率和止频率，选取对应材料；(3)计算决定屏蔽效能se的db值，在选择正确屏蔽材料后，从起频率来计算所述对应材料的厚度；(4)确定新能源电动汽车其他配件的屏蔽效能并选定配件的材质。在本实施方式中，所述步骤(2)中选择对应材料的方法包括以下步骤：1)根据材料的相对电导率和相对磁导率确定材料的性质；2)根据屏蔽起频率和止频率，确实所需要选择的材料组合，判断组合材料能否达到所需要求；若不能达到要求，进一步对材料进行退火或电流软化处理以达到要求。在本实施方式中，根据集肤深度公式和屏蔽效能计算公式确定屏蔽层的厚度。所述集肤深度公式为：其中：δ为集肤深度，f为频率(khz)，μ为磁导率(h/m)，ξ为电导率(20℃-1/ωm)；而ω＝2πf，ω为角频率；所述屏蔽效能计算公式为：n·db＝0.15·δ·n其中：0.15为常数，n为数字，如40；s为db/mm，屏蔽效能se为db。常数0.15是经过多次测量的经验值，db/mm是随着屏蔽效能se(db)值变化而变化，db值越高，材料的屏蔽层越厚；反之，db值越低，材料的屏蔽层越薄。在本实施方式中，所述其他配件包括屏蔽连接器、金属屏蔽盒或壳或箱、滤波、线缆隔离与布线。在本实施方式中，所述屏蔽连接器要满足整体emi屏蔽频率范围为100khz～2.5ghz，以及选用所要达到的40db值采用对应材料和对应材料的厚度。在本实施方式中，所述金属屏蔽盒或壳或箱要满足比确定的屏蔽效能se高20db值。在本实施方式中，所述滤波要满足标准规定的传导发射限值要求。在本实施方式中，所述线缆隔离与布线在综合考虑隔离与排布空间的因素下，根据线缆应用的频率进行线缆分布，将敏感电路和产品分类。新能源电动汽车emc问题是以屏蔽频率、频段(谱)的电磁波为基点，因为所有的电磁波都是经过各个频率向外发射或受到骚扰、干扰和攻击。通过屏蔽频率和频段(谱)方式解决新能源电动汽车emc中emi和ems问题，其中的核心如下：1)emi的频段确定为100khz～2.5ghz，是根据gb/t18378-2017：2017：150khz～30mhz和gb/t18655：150khz～2.5ghz。依据ce测试结果，大部分电动汽车在15～30mhz几乎整个测试频段均有超标现象，obc工作时其内部mosfet的开关频率及其谐波导致低频段超标，特别在高频时，受obc内部电子器件及连接线缆寄生参数影响，以及obc存在接地、屏蔽等问题，导致高频段超标明显，且在7mhz附近出现一个干扰最大值。高压上电后，在500～700khz、0.8～1.1mhz、1.15～1.4mhz、以1.4mhz以后频段，都有较明显干扰，主要由mcu和dc/dc变换器工作时高压线缆辐射发射所产生。车载仪表控制板上频率为27mhz的高速时钟信号是导致该模式下测试超标的干扰源。iec62764-1内容：汽车环境中电子和电气设备对人体暴露的测量程序-第一部分：低频磁场。而汽车电磁环境对人体的健康存在很大威胁与风险。2)ems的频率确定为100khz～40ghz，是因为对实用辐射系统来说，波源的最低频率在100khz以上，低频才会产生有效的辐射，感应雷的频率也是100khz。采用40ghz为止频率点是雷达ka波段，以防止在雷达站附近熄火。另外gb/t301214和iso11451都要测试10khz～18ghz车辆对窄带辐射电磁干扰的能力。3)确定部件的屏蔽效能se达到40db值以上，来保障整车测试能达到30～40db值。屏蔽效能与衰减量对应数据如表1所示：表1屏蔽效能db20406080100120衰减量％909999.999.9999.99999.9999有效的屏蔽效能se的起点，屏蔽效能是以db值得大小区分等级来区分：0～10db几乎没有屏蔽效果；10～30db为较小的屏蔽效果；30～60db为中等屏蔽效果；60～90db为中上等；90db以上为最佳屏蔽效果。我国要求本身产品的电磁发射波的屏蔽效果是30db值，并非强制执行；而欧美、日本要求电子产品破内壁效果se达到40db，是强制性执行。目前所收集的数据来看，在emi的角度来分析，干扰多数在30mhz以下为主，从屏蔽的角度分析，更应该注重磁场波的屏蔽，磁场波屏蔽难度大于电场波屏蔽。在ems的角度来分析，主要是复杂的电磁环境，只要确定止频率屏蔽在40ghz频率，基本上不会受到电场波的骚扰和干扰了。要解决新能源电动汽车的emc问题，注意以下几点：1)使用emc测试方法，测量产品的辐射骚扰场强图，得到要求屏蔽起频率和止频率，从而正确选对屏蔽材料；2)计算决定屏蔽效能se的db值，在选择正确屏蔽材料后，从起频率来计算所述对应材料的厚度；3)上述两点表述都是以金属材料做屏蔽层，其特点是：频率越低，屏蔽层越厚，波为越长；频率越高，屏蔽层越薄，波长越短；如40ghz频率和60ghz为例，允许的孔及缝隙是波长的1/20，40ghz的波长为7.5mm，允许的孔洞和缝隙为0.375mm；60ghz的波长为5mm，其孔洞和缝隙为0.25mm；4)对新能源电动汽车其他配件根据要求选取，以实现最好屏蔽效果；5)新能源汽车的部件，在频段100khz～2.4ghz范围内的emi屏蔽效果se(db)必须控制40db值以上，才能使整车测试中达到40db值及以上。ems在频段100khz～40ghz的屏蔽效果se(db)也必须达到40db，才能保持车辆正常运行和操作的安全性。本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。当前第1页12