新能源汽車的電驅(qū)動系統(tǒng)主要由驅(qū)動電機(jī)控制器（DC-AC）、發(fā)電機(jī)控制器（AC-DC）、高低壓電源變換器（DC-DC）和輔助電機(jī)控制器（DC-AC）等控制器組成，這些控制器主要采用絕緣柵場效應(yīng)管（IGBT）和金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管（MOSFET）等器件。功率變換控制器和半導(dǎo)體元器件在通過脈寬調(diào)制（PWM）進(jìn)行能量變換過程中可瞬間形成強(qiáng)烈的電磁干擾。電驅(qū)動系統(tǒng)產(chǎn)生的電磁干擾不僅會影響車內(nèi)外無線電接收裝置，還會干擾自身和其他系統(tǒng)及設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行，危及到車輛和人身安全。

電驅(qū)動EMC帶載測試臺架

電驅(qū)動系統(tǒng)的電磁兼容性（Electromagnetic Compatibility，EMC）是確保電子設(shè)備在電磁環(huán)境中能夠正常工作而不發(fā)生干擾或受到干擾的重要因素之一。為了評估電驅(qū)動系統(tǒng)的EMC性能，通常需要進(jìn)行帶載測試和電磁場仿真分析。

1、電驅(qū)動EMC帶載測試系統(tǒng)壁壘

電驅(qū)動EMC帶載測試系統(tǒng)面臨的主要壁壘包括系統(tǒng)的復(fù)雜性與多學(xué)科性，高頻電磁噪聲測試存在難度，設(shè)備互操作性問題，仿真真實(shí)工作環(huán)境存在挑戰(zhàn)，標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的不斷變化，高成本和設(shè)備要求，以及測試準(zhǔn)備與規(guī)劃的復(fù)雜性?？朔@些挑戰(zhàn)需要先進(jìn)的仿真技術(shù)、合適的測試設(shè)備、標(biāo)準(zhǔn)遵從、跨學(xué)科團(tuán)隊(duì)協(xié)作，并確保測試系統(tǒng)能夠全面評估電驅(qū)動系統(tǒng)在實(shí)際工作條件下的電磁兼容性。以下是的電驅(qū)動EMC帶載測試系統(tǒng)存在的3個壁壘：

（1）測試系統(tǒng)完整性

電驅(qū)動EMC帶載測試系統(tǒng)通過測功機(jī)的連接軸穿過半電波暗室與待測電機(jī)聯(lián)動，從而評估電機(jī)控制器甚至電池包的電磁兼容性能。由于連接軸需要穿過半電波暗室的屏蔽墻，破壞了整體屏蔽完整性。

（2）外部干擾

屏蔽室外部存在干擾源時，會因?yàn)榇卓p隙處的電磁泄露對內(nèi)部的工作機(jī)構(gòu)產(chǎn)生干擾；

（3）測試精度

變頻驅(qū)動電機(jī)的脈沖電壓在電機(jī)軸上形成電容，耦合共模電壓，軸電壓放電產(chǎn)生軸電流。軸電流通過穿墻連接軸傳導(dǎo)流入半波暗室，影響測試精度。

“穿墻”電驅(qū)動EMC帶載測試系統(tǒng)

2、電驅(qū)動EMC帶載測試系統(tǒng)現(xiàn)狀

國際標(biāo)準(zhǔn)以及我國國家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 18655、GB/T 36282）針對電驅(qū)動系統(tǒng)都明確提出電驅(qū)動系統(tǒng)在測功機(jī)模擬實(shí)際帶載工況下進(jìn)行電磁傳導(dǎo)發(fā)射、輻射發(fā)射與抗擾測試。

（1）ETS與AVL聯(lián)合開發(fā)的Drive-Motor

美國ETS-Lindgren公司聯(lián)合李斯特公司(AVL List GmbH, AVL)推出“穿墻”方案的帶載測試系統(tǒng)，連接軸采用了碳纖維軸，降低軸電流的影響，并通過設(shè)計(jì)軸承上的絕緣設(shè)計(jì)隔斷共模電流的影響。設(shè)計(jì)的典型功率為125kW，最大轉(zhuǎn)速11000rpm，最大扭矩600N·m。但在實(shí)際的測試過程中，由于過長的穿墻軸在低轉(zhuǎn)速的情況下引起較大的振動，存在斷軸的風(fēng)險。

ETS與AVL聯(lián)合開發(fā)的Drive-Motor

（2）張威電驅(qū)動EMC帶載測試試驗(yàn)方案

張威（上海大學(xué)）基于電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)大電壓、大電流、高發(fā)熱、高振動、負(fù)載特性影響高等特點(diǎn)，對測試臺與接地、傳動軸、防振動、散熱、供電等進(jìn)行設(shè)計(jì)分析，提出了一種針對電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)EMC測試的試驗(yàn)室設(shè)計(jì)方案，基本可滿足電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)進(jìn)行零部件的EMC標(biāo)準(zhǔn)測試。

張威電驅(qū)動EMC帶載測試試驗(yàn)方案

來源《電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)EMC測試的試驗(yàn)室方案研究》

（3）重慶汽車智能制造研究院電驅(qū)動系統(tǒng)帶載EMC測試暗室

2020年4月，艾姆克與重慶汽車智能制造研究院自主研發(fā)的電驅(qū)動系統(tǒng)帶載EMC測試暗室（簡稱：Motor-Chamber）在重慶清研理工電子技術(shù)有限公司建設(shè)成功并順利驗(yàn)收。該試驗(yàn)室依據(jù)CISPR25與GBT18655標(biāo)準(zhǔn)要求建設(shè)，全頻段低于GBT18655-5級限值線20dB，為中國的新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了高可靠和高性價比的測評技術(shù)方案。

3、電驅(qū)動EMC帶載測試系統(tǒng)仿真建模方法

電驅(qū)動EMC帶載測試系統(tǒng)仿真建模是根據(jù)帶載測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)、測試標(biāo)準(zhǔn)的要求，應(yīng)用三維建模軟件建立電驅(qū)動EMC帶載測試系統(tǒng)的三維模型并進(jìn)行幾何簡化和處理，通過三維建模軟件和電磁學(xué)軟件進(jìn)行聯(lián)合仿真建立電磁學(xué)仿真模型，進(jìn)而完成相應(yīng)的電驅(qū)動系統(tǒng)的電磁仿真分析。

（1）電驅(qū)動EMC帶載測試系統(tǒng)建模仿真流程

獲取測試系統(tǒng)參數(shù)：采集被測系統(tǒng)的三維幾何模型作為輸入物，包括運(yùn)行參數(shù)、使用工況參數(shù)、供電電壓等參數(shù)，對測試系統(tǒng)進(jìn)行三維建模。

簡化三維模型：在幾何模型中省略或簡化不影響研究對象電磁兼容特性的結(jié)構(gòu)，對原始幾何模型進(jìn)行簡化處理。

建立電磁學(xué)仿真模型：將經(jīng)過簡化后的三維模型導(dǎo)入仿真軟件，設(shè)置求解類型，創(chuàng)建仿真模型，進(jìn)行仿真的求解設(shè)置。

電驅(qū)動EMC帶載測試系統(tǒng)建模仿真流程

來源《新能源汽車電驅(qū)動電磁兼容帶載測試系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究》

（2）電驅(qū)動EMC帶載測試系統(tǒng)模型構(gòu)建

構(gòu)建幾何模型：根據(jù)選定的零部件參數(shù)及尺寸，對測試系統(tǒng)的零部件分模塊建模，而后在三維軟件中裝配到一起，保證模型與實(shí)際研究對象一致。

電驅(qū)動EMC帶載測試系統(tǒng)臺架三維模型

來源《新能源汽車電驅(qū)動電磁兼容帶載測試系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究》

幾何模型簡化：忽略模型的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)（固定或連接的螺栓、螺釘、墊片等），刪除不必要的特征（如倒角、退刀槽、螺釘槽、凸臺等特征），忽略對象的厚度，只考慮測功電機(jī)、齒輪箱等關(guān)鍵部 件的外殼實(shí)體結(jié)構(gòu)。

電驅(qū)動EMC帶載測試系統(tǒng)臺架簡化模型

來源《新能源汽車電驅(qū)動電磁兼容帶載測試系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究》

綜上所述，隨著電驅(qū)系統(tǒng)向多合一深度集成方向發(fā)展，電機(jī)控制模塊、電源模塊、PDU集成為多合一控制器后，其EMC需要達(dá)到單模塊同樣的等級，EMC（電磁兼容性）是新一代電驅(qū)動系統(tǒng)需要解決的重要問題。如何解決電驅(qū)系統(tǒng)深度集成所帶來的電氣干擾和干擾耦合等問題，挑戰(zhàn)主要體現(xiàn)以下幾個方向：

多合一對外電氣接口增多

內(nèi)部多模塊存在干擾耦合

高低壓之間干擾耦合