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淺談電動車電磁相容測試方法發展趨勢
  • 發布年度:2011
  • 主要類別:EMC技術
  • 次要類別:電子報
  • 車輛研究測試中心 零組件品質部 電子檢驗課 温正成

    電動車為現今全球車輛產業界最熱門的議題,國內外各大車廠莫不積極投入油電複合式動力車(Hybrid Electric Vehicle, HEV)、插電式複合動力車(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV)或純電動車(Battery Only Electric Vehicle, BEV)的研發製造,目前均已有相關車種量產上市。相較於傳統內燃機車輛對於電機/電子零組件之安裝大都集中在車輛前半部,電動車輛由於關鍵動力系統配置之故,所使用之電機/電子系統將從車尾一直延伸至車頭,涵蓋整部車體,同時車上整合裝配愈來愈多的智慧化電子裝置/系統,相對所衍生出的電磁相容性問題亦更趨複雜。

    世界各主要先進國家已陸續針對電動車相關標準進行研擬與制定,綜整目前CISPR、ISO、SAE等各大標準,電動車整車電磁相容測試標準概分為兩大類,包含電動車整車電磁干擾驗證及電動車整車電磁耐受性驗證,相關測試方法及參考標準整理如表1。雖然CISPR、ISO國際標準對於現有道路車輛整車EMC試驗中提及,無論車輛之推進系統(如火花點火引擎、柴油引擎或電動馬達等)為何,皆可適用現行車輛整車電磁相容測試標準,但電動車系統高電壓、大電流的特點、不同的電力配置及充電系統,若只以現有標準驗證電動車的電磁相容性能仍有不足之處。

    SAE J551-5標準為電動車輛特有之測試標準,針對電動車可能產生的低頻電磁干擾,量測電動車輛於低頻段(9kHz ~ 30MHz)所產生之電磁場輻射干擾,以及量測電動車輛車載充電系統於交流電源線充電期間所產生之傳導干擾(450kHz ~ 30MHz)。因應電動車輛發展趨勢,SAE J551-5對於限制值、天線擺放位置、車輛動力計、傳導干擾量測位置以及進行試驗時之車輛操作狀態要求(煞車、緩行、定速行駛)亦進行修訂中,以使測試標準更符合未來電動車輛電磁相容驗證的需求。

    電動車在系統設計上有別於傳統的內燃機引擎車輛,特點為其動力系統是由高電壓電池組提供電力做為動力來源,大量使用電機/電子零組件來構成其動力輸出系統,透過DC/DC或DC/AC轉換器、控制器來驅動動力馬達,為了達到電動車整車電磁相容,電動車關鍵零組件的電磁相容測試必不可少,如圖1所示為典型油電複合式動力車的核心動力系統架構。高電壓的機電系統是與傳統引擎車輛最大不同之處,包含高電壓的電池模組、感應馬達、DC/DC或DC/AC轉換器,在電磁相容測試方面高、低電壓線束配置、高電壓/大電流系統所可能產生的傳導與暫態干擾訊號、高電壓電源供應器與負載的使用均仍需進一步被定義。

    電動車與相關零組件電磁相容測試是一項新的挑戰,國內在行政院主導『智慧電動車發展策略與行動方案』之電動車相關計畫中,陸續建置電動車輛標準檢測與驗證平台,期望電動車之研發與檢測技術能與世界接軌。

    表1 電動車整車電磁相容測試參考標準

    圖1 典型油電複合式動力車的核心動力系統架構

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