車輛研究測試中心 零組件品質部 電子檢驗課 謝宏周

電動車於行駛時具有低噪音、零污染排放等優點，在環境污染與能源短缺問題日益嚴重的時代裡，電動車無疑是最具環保與節能的運輸載具。就電動車運行性能(續航力、爬坡、加速性)來看，其關鍵在EV動力系統，動力系統一般是由電池、電動馬達、及驅動電路等所組成，當這些零組件組裝到車上後，都是藉由同一電源網路傳輸而作動的，正因如此，動力系統零組件間藉由輻射或傳導產生相互干擾衍生的電磁相容性問題實不容忽視，此亦是各國際電動車廠專家們所關注的議題。

為探討這個議題的源頭，要從電動車輛的動力系統使用大電流功率電晶體作為開關元件說起，隨著電力電子元件的迅速發展，除了提高切換頻率外，開關元件的導通及截止時間也降低許多，此技術發展使得開關轉態時的電壓變化率亦隨之提高，如圖1所示，為動力系統輸出的電壓(波形中帶有許多高頻雜訊)，此輸出電壓會在馬達線圈中產生很大的雜訊，使得對周邊設備產生嚴重之電磁干擾。

圖1 動力系統輸出電壓

國際電動車專家們進一步建議分析電磁干擾來源和傳播路徑，將有助於解決動力系統電磁干擾問題，干擾包含有差模干擾和共模干擾。圖2為差模干擾源及其傳播路徑，以高壓電源線作為往返的路徑，經由電池、馬達和開關元件所形成之迴路 ;另一為共模干擾，以三相電源線作為往返的路徑，經由馬達、車體(參考地)和開關元件所形成之迴路，如圖3所示，開關作動時會產生共模干擾電壓，在高頻時，開關元件底座對車體間容易發生寄生電容效應，使得共模干擾電流有路徑流向車體，另外，在馬達定子線圈上會形成電壓突波，同時感應出軸承電壓，隨之產生的軸承電流經過馬達而流向車體，也會形成共模干擾電流。
 

圖2 差模干擾源及其傳播路徑

圖3共模干擾源及其傳播路徑

電磁干擾源將能量以電磁波的形式向周圍空間輻射，動力系統的差模干擾不但會向周圍輻射，同時流經車體的共模干擾因流經大迴路面積，將會產生更強的電磁干擾，因此依據國際電動車專家們目前的研究，降低輻射最好的方法為控制差模及共模干擾輻射強度。

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