一、 概述
隨著國(guó)家政策導(dǎo)向和實(shí)際需求的影響，新能源汽車產(chǎn)業(yè)已經(jīng)邁上高速發(fā)展軌道，相應(yīng)的配套設(shè)施和部件的檢測(cè)業(yè)務(wù)量也呈現(xiàn)出大幅上升的態(tài)勢(shì)。現(xiàn)有的EMC實(shí)驗(yàn)室盡管擁有較為完備的檢測(cè)設(shè)備和能力，但對(duì)于電動(dòng)汽車的相關(guān)EMC檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)而言尚不具備充電的測(cè)試工況條件，車輛在暗室內(nèi)無法在充電狀態(tài)下開展測(cè)試。本平臺(tái)的建設(shè)將為電動(dòng)汽車在電波暗室環(huán)境下搭建一套模擬充電的系統(tǒng)，從而覆蓋電動(dòng)汽車在該工況要求下的相關(guān)EMC測(cè)試項(xiàng)目，有能力為國(guó)家強(qiáng)制認(rèn)證、企業(yè)研發(fā)、新標(biāo)準(zhǔn)的制定與驗(yàn)證等方面提供堅(jiān)實(shí)的能力保障。
國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB14023、GB/T18655、歐洲汽車法規(guī)ECE R10和相關(guān)整車研發(fā)企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)明確將插電式電動(dòng)汽車的充電狀態(tài)作為EMC的主要測(cè)試工況之一，考察其對(duì)外的電磁發(fā)射以及過程中的抗擾度性能?，F(xiàn)有的10m法電波暗室缺乏相關(guān)的充電系統(tǒng)接口和握手通訊功能，無法滿足基本的測(cè)試條件。因此，為了能夠使實(shí)驗(yàn)室有能力開展電動(dòng)汽車的EMC測(cè)試要求，將為10m法電波暗室設(shè)計(jì)一套傳導(dǎo)式充電模擬平臺(tái)，滿足在EMC環(huán)境內(nèi)使用的相關(guān)技術(shù)要求，不額外引入不確定性的傳導(dǎo)和輻射干擾，也能夠在遭受強(qiáng)電磁干擾照射情況下保持正常工作。
二、 標(biāo)準(zhǔn)要求
GB/T 18655-2018 《車輛、船和內(nèi)燃機(jī) 無線電騷擾特性 用于保護(hù)車載接收機(jī)的限值和測(cè)量方法》
GB 14023-2011 《車輛、船和內(nèi)燃機(jī) 無線電騷擾特性 用于保護(hù)車外接收機(jī)的限值和測(cè)量方法》
GB/T XXXX 《電動(dòng)汽車傳導(dǎo)充電電磁兼容性要求和試驗(yàn)方法》征求意見稿 2019-10-28版
ECE R10 Rev5 《關(guān)于就電磁兼容性方面批準(zhǔn)車輛的統(tǒng)一規(guī)定》
GB/T 20234-2015《電動(dòng)汽車傳導(dǎo)充電用連接裝置》
GB/T 18487.1-2015《電動(dòng)汽車傳導(dǎo)充電系統(tǒng) 第1部分：通用要求》
GB/T 27930-2011/2015《電動(dòng)汽車非車載傳導(dǎo)式充電機(jī)與電池管理系統(tǒng)之間的通信協(xié)議》
三、 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求
根據(jù)EMC環(huán)境中對(duì)動(dòng)力線和信號(hào)線的應(yīng)用要求，結(jié)合電磁屏蔽環(huán)境中相關(guān)的本底要求，以電波暗室內(nèi)部、電波暗室外部及兩者的分界面來劃分，DC充電系統(tǒng)的線路架構(gòu)圖如下：
直流充電系統(tǒng)架構(gòu)圖
在直流充電部分，直流充電系統(tǒng)進(jìn)暗室，需要對(duì)充電直流電DC+/DC-/PE、輔助電源A+/A-、CAN線、CC1線進(jìn)行處理，這些線既有模擬信號(hào)也有數(shù)字信號(hào)，處理的方式不同。為了達(dá)到*優(yōu)的方案，需要對(duì)充電樁控制回路和主控制器硬件電路和軟件部分進(jìn)行設(shè)計(jì)，以滿足EMC實(shí)驗(yàn)室測(cè)試的需求。GB/T 18487.1-2015對(duì)直流充電控制導(dǎo)引的需求如下圖所示。
針對(duì)EMC實(shí)驗(yàn)室特殊的需求，具體處理方式如下：
1) CC1信號(hào)。針對(duì)性設(shè)計(jì)充電樁的主控單元，修改硬件并且同步修改充電樁電氣結(jié)構(gòu)，并采用模擬光纖數(shù)字傳輸轉(zhuǎn)換單元，通過光纖和暗室內(nèi)部的CC1控制電路進(jìn)行交互，實(shí)現(xiàn)控制導(dǎo)引。
2) CAN信號(hào)采用光電隔離的方式進(jìn)行控制。
3) DC+/DC-；A+/A-。對(duì)直流充電和輔助電源均采用濾波器處理后進(jìn)入暗室。
4) 充電樁結(jié)構(gòu)：對(duì)充電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體設(shè)計(jì)，定制輸出接口。根據(jù)暗室使用環(huán)境優(yōu)化常規(guī)充電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案，提高可靠性。
四、 系統(tǒng)主要組成部件的配置及技術(shù)要求
l 特殊設(shè)計(jì)新能源電動(dòng)車EMC發(fā)生器
將充電槍座與設(shè)備集成到一起，經(jīng)過對(duì)耦合網(wǎng)絡(luò)以及設(shè)備內(nèi)部特殊設(shè)計(jì)，可直接通過設(shè)備前面板的充電槍對(duì)新能源汽車進(jìn)行脈沖群、浪涌等設(shè)備的交直流測(cè)試。
l 特制屏蔽網(wǎng)絡(luò)套件
為本部分特殊定制暗室內(nèi)用于測(cè)試網(wǎng)絡(luò)的屏蔽箱體。
整體箱體用材質(zhì)為鋁材。在屏蔽箱體的合適位置，根據(jù)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場(chǎng)的多種電源和通訊接頭，進(jìn)行開孔和安裝。箱體需要容納充電系統(tǒng)與車輛通訊用光電轉(zhuǎn)換器、人工電源網(wǎng)絡(luò)和通訊用阻抗匹配器、以及相應(yīng)的配電和散熱設(shè)備。根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展情況，在內(nèi)部預(yù)留部件和線纜接頭的安裝空間，如阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)等。
另外在電源輸出部分，電磁屏蔽分電箱的設(shè)計(jì)將用于對(duì)DC充電系統(tǒng)輸出的充電端口實(shí)施功能線束的分離，并且能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)驗(yàn)室多個(gè)區(qū)域輸出端口的自由切換。
l 通訊單元-光電轉(zhuǎn)換器
本項(xiàng)目在整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)將使用模擬信號(hào)光電轉(zhuǎn)換器。它主要要承擔(dān)的是充電系統(tǒng)中充電電源與車輛之間的低壓信號(hào)的傳遞工作。
實(shí)現(xiàn)暗室內(nèi)部和外部通過光纖的方式傳遞信號(hào)。該光電轉(zhuǎn)換器需要成對(duì)使用，暗室內(nèi)部也需要放置一臺(tái)該設(shè)備，因此需要謹(jǐn)慎布置安裝位置，必要時(shí)對(duì)其進(jìn)行降噪和提高抗干擾性的處理。
所有使用到的轉(zhuǎn)換器模塊要求具有極低的電磁本底噪聲，在30MHz~18GHz的頻率范圍內(nèi)，測(cè)試電平應(yīng)比CISPR22 ClassB所規(guī)定B級(jí)限值至少低10dB。在9kHz~6GHz的頻率范圍內(nèi)（輻射騷擾測(cè)試、傳導(dǎo)騷擾電流法測(cè)試、傳導(dǎo)騷擾電壓法測(cè)試），測(cè)試電平應(yīng)比CISPR 25所規(guī)定Class5限值至少低6dB。
