动力总成电磁兼容加载测试模拟系统的制作方法

1.本技术涉及新能源汽车电磁兼容测试领域，具体涉及一种动力总成电磁兼容加载测试模拟系统。


背景技术：

2.电动汽车动力总成是电动汽车对外辐射骚扰的主要骚扰源，动力总成的电磁骚扰主要来源于电机驱动器的pwm控制方式在电机三相线上产生高电压变化率和高电流变化率。传统的电磁兼容测试在电机空载运行工况下进行，这种工况下的电流变化率与车辆实际运行工况有很大偏差。所以现有的很多电磁兼容测试系统都需要针对所测试的电机添加改造的负载，以此适合电磁兼容测试的需求，该过程不仅需要对屏蔽暗室进行重新改造，而且改造后的屏蔽暗室密封性也受到了影响，同时还增大的电磁兼容测试的成本。


技术实现要素：

3.本技术的目的是提供一种动力总成电磁兼容加载测试模拟系统，该系统不用为电机添加额外的改造负载，在确保测试精度的前提下还能够节约电磁兼容测试的成本。
4.为实现本技术的目的，本技术提供了如下的技术方案：
5.一种动力总成电磁兼容加载测试模拟系统，包括：屏蔽暗室、电机、驱动器、电源、控制件和检测件；电机放置于所述屏蔽暗室内；驱动器放置于所述屏蔽暗室内，并与所述电机电连接；电源放置于所述屏蔽暗室外，并与所述驱动器电连接；控制件分别与所述驱动器和所述电源电连接；检测件放置于所述屏蔽暗室内，其中，所述控制件用于根据所述电机连接的负载与所述电机通过的电流的对应关系，确定特定负载时所述电机通过的第一电流，所述控制件还用于在所述电机未连接负载时控制所述电源和所述驱动器向所述电机输送所述第一电流，所述检测件用于测量所述驱动器和所述电机的电磁干扰。
6.一种实施方式中，所述控制件用于确定所述电机连接特定负载时向所述电机通入所述第一电流时对应的第一转速，所述控制件还用于控制所述电机在所述第一电流下，且未连接负载时以所述第一转速运转。
7.一种实施方式中，所述电机和所述驱动器通过三相电线连接。
8.一种实施方式中，所述驱动器包括第一桥臂、第二桥臂和第三桥臂；所述第一桥臂和所述电机的u相绕组连接；所述第二桥臂和所述电机的v相绕组连接；所述第三桥臂和所述电机的w相绕组连接。
9.一种实施方式中，第一桥臂包括u相上桥晶体管和u相下桥晶体管，所述u相上桥晶体管和所述u相下桥晶体管与所述电机的u相绕组的输入端连接；第二桥臂包括v相上桥晶体管和v相下桥晶体管，所述v相上桥晶体管和所述v相下桥晶体管与所述电机的v相绕组的输入端连接；第三桥臂包括w相上桥晶体管和w相下桥晶体管，所述w相上桥晶体管和所述w相下桥晶体管与所述电机的w相绕组的输入端连接。
10.一种实施方式中，所述驱动器和所述电源之间还连接有电容，所述电容用于平衡
所述驱动器和所述电源之间的电压。
11.一种实施方式中，所述电源和所述驱动器之间连接有阻抗网络，所述阻抗网络放置于所述屏蔽暗室内，所述阻抗网络用于稳定所述电源的电压。
12.一种实施方式中，所述检测件包括接收机和天线，所述接收机和所述天线电连接，所述接收机放置于所述屏蔽暗室外，所述天线放置于所述屏蔽暗室内。
13.一种实施方式中，所述动力总成电磁兼容加载测试模拟系统还包括冷却水管和冷却水泵，所述冷却水泵放置于所述屏蔽暗室外，所述驱动器和所述电机通过所述冷却水管与所述冷却水泵连接。
14.一种实施方式中，所述动力总成电磁兼容加载测试模拟系统还包括金属放置台，所述电机和所述驱动器放置在所述金属放置台上。
15.本技术在不需要对电机施加实际的机械负载的情况下，通过控制件确定特定负载时电机通过的第一电流，并在电机未连接负载时控制电源和驱动器向电机输送第一电流的方式检测电磁干扰。利用第一电流中的无功电流在驱动器和电机上做功可以得到与电机在具备负载下的电流变化率同等的效果。在不需对电机形成扭矩控制的情况下，即可得到动力总成所产生的电磁干扰，无需对电机的负载进行改造，极大的节约了磁兼容加载测试的成本。
附图说明
16.为了更清楚地说明本技术实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1是一种实施例的动力总成电磁兼容加载测试模拟系统的结构示意图；
18.图2是一种实施例的电源、驱动器以及电机的电连接示意图；
19.图3是一种实施例的动力总成电磁兼容加载测试模拟系统操作方法示意图。
20.附图标记说明：1-屏蔽暗室，2-电源，3-阻抗网络，4-驱动器，5-电机，6-控制件，7-检测件，71-接收机，72-天线，8-三相电线，9-冷却水管，10-冷却水泵，11-金属放置台，12-电源线正极，13-电源线负极，14-电容，15-u相上桥晶体管，16-u相下桥晶体管，17-v相上桥晶体管，18-v相下桥晶体管，19-w相上桥晶体管，20-w相下桥晶体管，21-u相线，22-v相线，23-w相线，24-u相绕组，25-v相绕组，26-w相绕组。
具体实施方式
21.下面将结合本技术实施方式中的附图，对本技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本技术保护的范围。
22.需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。
23.除非另有定义，本技术所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。本技术所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
24.下面结合附图，对本技术的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
25.一种动力总成电磁兼容加载测试模拟系统，请参考图1，包括：屏蔽暗室1、电机5、驱动器4、电源2、控制件6和检测件7；电机5放置于屏蔽暗室1内；驱动器4放置于屏蔽暗室1内，并与电机5电连接；电源2放置于屏蔽暗室1外，并与驱动器4电连接；控制件6分别与驱动器4和电源2电连接；检测件7放置于屏蔽暗室1内，其中，控制件6用于根据电机5连接的负载与电机5通过的电流的对应关系，确定特定负载时电机5通过的第一电流，控制件6还用于在电机5未连接负载时控制电源2和驱动器4向电机5输送第一电流，检测件7用于测量驱动器4和电机5的电磁干扰。
26.具体地，屏蔽暗室1可以为一个内设有若干的吸波材料的可封闭房间，其内部的吸波材料可设置为尖劈形状，以此更有利于避免测试系统运行过程中产生的辐射频率和激励方式使屏蔽室产生谐振，大大减小测量误差。电机5和驱动器4均放置于屏蔽暗室1内，并且电机5与驱动器4安装在汽车上时，二者在结构上为分开安装的动力总成。电源2可以为驱动器4和电机5提供直流电。控制件6可以为计算机等具备信息处理功能的电子设备，并且可以放置于屏蔽暗室1内或屏蔽暗室1外，具体不作限制。检测件7的至少部分应该放置于屏蔽暗室1内，用于检测电机5和驱动器4在工作时产生的电磁干扰；还可以是部分放置于屏蔽暗室1外，用于接收来自屏蔽暗室1内的部分的检测数据。
27.在启动电机5和驱动器4进行检测前，实验员可以通过控制件6确定待检测的电机5和驱动器4在连接负载时与电流的对应关系。该对应关系为动力总成在连接负载时，电机5的目标转速和目标扭矩，并且该目标转速和目标扭矩所对应的第一电流。可以理解地，该第一电流应该包括达到目标转速下所需的转速电流，和达到目标转速下对应负载所需的扭矩电流。该对应关系可以直接来自于车辆在屏蔽暗室1外的检测阶段所得到的直接数据。
28.并且，在确定第一电流后，控制件6可以控制电源2输出与第一电流同等大小的电流至屏蔽暗室1内的驱动器4和电机5上。并且由于屏蔽暗室1内的电机5未连接负载，所以第一电流除了提供转速电流用于做工产生转速之外，剩下的电流转化为电机5和驱动器4之间的无功电流用于发热，该无功电流应该对应为上述中的扭矩电流，而由于相同的电流变化率产生了一致的电磁骚扰。所以检测件7可以用于检测该无功电流产生的电磁干扰，从而得到相对应的扭矩电流的电磁干扰。
29.本技术在不需要对电机5施加实际的机械负载的情况下，通过控制件6确定特定负载时电机5通过的第一电流，并在电机5未连接负载时控制电源2和驱动器4向电机5输送第一电流的方式检测电磁干扰。利用第一电流中的无功电流在驱动器4和电机5上做功可以得到与电机5在具备负载下的电流变化率同等的效果。在不需对电机5形成扭矩控制的情况下，即可得到动力总成所产生的电磁干扰，无需对电机5的负载进行改造，极大的节约了磁兼容加载测试的成本。
30.一种实施方式中，控制件6用于确定电机5连接特定负载时向电机5通入第一电流
时对应的第一转速，控制件6还用于控制电机5在第一电流下，且未连接负载时以第一转速运转。具体地，控制件6可以确定待测电机5和驱动器4在连接特定负载下的第一转速，该第一转速可以为上述实施方式中的目标转速，并且，该第一转速由第一电流做功得到。当电机5和驱动器4放置于屏蔽暗室1内时，控制器可驱动电机5在第一电流下以第一转速运转。
31.一种实施方式中，请参考图1，电机5和驱动器4通过三相电线8连接。
32.一种实施方式中，请参考图2，驱动器4包括第一桥臂、第二桥臂和第三桥臂；第一桥臂和电机5的u相绕组24连接；第二桥臂和电机5的v相绕组25连接；第三桥臂和电机5的w相绕组26连接。
33.一种实施方式中，请参考图2，第一桥臂包括u相上桥晶体管15和u相下桥晶体管16，u相上桥晶体管15和u相下桥晶体管16与电机5的u相绕组24的输入端连接；第二桥臂包括v相上桥晶体管17和v相下桥晶体管18，v相上桥晶体管17和v相下桥晶体管18与电机5的v相绕组25的输入端连接；第三桥臂包括w相上桥晶体管19和w相下桥晶体管20，w相上桥晶体管19和w相下桥晶体管20与电机5的w相绕组26的输入端连接。
34.具体地，上述中的晶体管可以为绝缘栅双极型晶体管(igbt，insulated gate bipolar transistor)，并且上述中的多个晶体管可以根据pwm驱动型号的不同组成共同组成驱动器4的开关回路。其中，驱动电机5工作的转速电流是从电源2经过电源线正极12再经过u相上桥晶体管15和u相线21流向电机5u相绕组24，再经由u相下桥晶体管16和电源线负极13回流到电源2。同样的，转速电流还依次流经v相上桥晶体管17、v相线22、v相绕组25和v相下桥晶体管18；还流经w相上桥晶体管19、w相线23、w相绕组26和w相下桥晶体管20。而与扭矩电流匹配的无功电流将在上述晶体管和绕组以及电线之间形成回路，不通过电源线正极12和电源线负极13流至电源2。而是在晶体管和电机5之间以热能的形式损耗。
35.一种实施方式中，请参考图2，驱动器4和电源2之间还连接有电容14，电容14用于平衡驱动器4和电源2之间的电压。具体地，电容14并联在上述实施方式中的电源2和多个晶体管之间。电容14的两端分别连接在电源线正极12和电源线负极13上。
36.一种实施方式中，请参考图1，电源2和驱动器4之间连接有阻抗网络3，阻抗网络3放置于屏蔽暗室1内，阻抗网络3用于稳定电源2的电压。具体地，抗阻网络可以为一种线路阻抗稳定网络(lisn，line impedance stabilization network)。阻抗网络3主要功能是滤除外界干扰信号对驱动器4和电机5的干扰。放置于屏蔽暗室1外部的各类装置通过阻抗网络3与屏蔽暗室1内部设备实现互联。
37.一种实施方式中，请参考图1，检测件7包括接收机71和天线72，接收机71和天线72电连接，接收机71放置于屏蔽暗室1外，天线72放置于屏蔽暗室1内。具体地，天线72可以包括单极天线、双锥天线、对数周期天线和喇叭天线四种天线或其中任意几个的组合。接收机71位于屏蔽暗室1外，并通过信号传输屏蔽线缆与天线72电连接。该系统运行时，无功电流产生的高电压变化率和电流变化率发生在电机5与驱动器4和三相线之间，从而电磁干扰可以被天线72接收并采样，天线72将该电磁干扰传输至屏蔽暗室1外的接收机71。
38.一种实施方式中，请参考图1，动力总成电磁兼容加载测试模拟系统还包括冷却水管9和冷却水泵10，冷却水泵10放置于屏蔽暗室1外，驱动器4和电机5通过冷却水管9与冷却水泵10连接。具体地，冷却水泵10可以将冷却水通过冷却水管9泵送到电机5和驱动器4上，以此对电机5和驱动器4进行冷却。可以理解的，在电机5和驱动器4工作时，由于无功电流做
功并以热能的形式在二者及三相线之间产生，所以可以通过冷却处理对其进行降温，避免温度过高造成设备损坏。
39.一种实施方式中，请参考图1，动力总成电磁兼容加载测试模拟系统还包括金属放置台11，电机5和驱动器4放置在金属放置台11上。
40.基于上述实施方式中所提供的动力总成电磁兼容加载测试模拟系统，请参考图3，其具体的操作方法如下。
41.步骤s1，确定负载的目标转速和目标扭矩。根据车辆实际运行状态下的动力总成负载情况，确定动力总成负载的目标转速和目标扭矩。其中目标转速可以根据车速和动力总成的减速比得到，目标扭矩可以根据车辆扭矩和动力总成的传动比得到。由目标转速和目标扭矩可以确定上述实施方式中的第一电流。
42.步骤s2，根据目标扭矩计算电机的扭矩电流。该步骤可以在电机功率、第一电流、目标转速和目标扭矩下共同得到。其中电机功率为车辆在动力负载的情况下电机所输出的功率，并通过第一电流可计算出转速电流和扭矩电流。
43.步骤s3，控制电机运行到目标转速。通过控制件将电机转速控制在与步骤s1中一样的目标转速。
44.步骤s4，输出无功电流。通过控制件控制电源持续输出电流并达到上述中的第一电流，以此使得驱动器和电机以及三相线之间产生无功电流。
45.步骤s5，进行电磁干扰检测。通过检测件对所输出无功电流的驱动器和电机进行电磁干扰检测。
46.在本技术实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指标的方位或位置关系为基于附图所述的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或原件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
47.以上所揭露的仅为本技术一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本技术之权利要求范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本技术权利要求所作的等同变化，仍属于本技术所涵盖的范围。