[发明专利]电动汽车交流电机逆变器功率回路的传导电磁干扰仿真系统

说明书

本发明涉及一种电动汽车交流电机逆变器功率回路的传导电磁干扰仿真系统，由线缆模型仿真模块、逆变器功率回路仿真模块、功率回路信号采集模块三部分组成。本发明主要用于分析电动汽车电机驱动系统传导电磁干扰的产生机理和传播路径。线缆模型仿真模块在电磁兼容线缆建模仿真软件下建立，逆变器功率回路仿真模块在电磁兼容高频电路建模仿真软件下建立，功率回路控制信号采集模块在数学仿真软件下建立。仿真工作过程中功率回路控制信号采集模块将控制信号输入到逆变器功率回路仿真模块，控制逆变器工作，由逆变器功率回路仿真模块的电压监控模块和电流监控模块采集功率回路的电压和电流。

技术领域

本发明涉及一种电动汽车交流电机逆变器功率回路的传导电磁干扰仿真系统，用于电动汽车电机驱动系统电磁兼容性分析。

背景技术

标准《GB/T 18387-2008电动车辆的电磁场发射强度的限值和测量方法宽带9kHz～30MHz》对电动汽车9kHz-30MHz的电磁场发射强度作出了限制，电动汽车用交流电机驱动系统由逆变器功率回路、控制电路、机箱、散热器、电缆等几部分组成，其中逆变器功率回路的主要部件为功率模块或元器件，如PIM或IGBT等。这些功率模块，例如IGBT，在工作时处于高速通断模式，在它的集电极和发射极之间会形成高频dv/dt，从而产生了宽频带电磁干扰，频率范围超过数十兆赫兹。随着电机向轻小化、高效化的方向发展，对功率模块的开关速度的要求也越来越高，这就使得功率模块产生的电磁干扰更为强烈，这些电磁干扰通过传导和辐射两种传播方式影响车载电子零部件的正常工作，对于系统自身可能引起电机端轴承电流过大，使得轴承损伤或者烧坏电机绝缘层，也可能通过线缆、车架、辐射等多种方式影响其他车载电子设备的正常工作。因此电机驱动系统产生的电磁干扰不仅关系到自身的工作可靠性，而且会影响整车及邻车的电磁兼容性、安全运行能力和工作可靠性。所以研究该电磁干扰的产生机理和抑制方法对电动汽车的发展有着实际意义。

电动汽车电机驱动系统的电磁干扰分为传导电磁干扰和辐射电磁干扰，逆变器功率回路中的功率器件高速通断产生的干扰首先在系统元器件、连接件和线缆上以传导干扰的方式进行传播，由于电动汽车用动力线缆长度较长，传导干扰会通过直流动力线缆和电机三相交流动力线缆对外产生辐射，因此传导干扰为主要干扰源。

当前对电动汽车交流电机逆变器功率回路的传导电磁干扰的分析通常采用实验的方法来测试系统的电磁干扰，通过安装人工电源网络，使用接收机或频谱分析仪测试系统的传导干扰电压。对于出现的电磁干扰，通常采用在电机控制器外部加装滤波器的方法加以抑制，这种抑制方法增加了产品的成本、延长了研发周期，并且不能很好地分析传导电磁干扰产生的根源及传播途径，更无法对电机控制器内部产生的传导电磁干扰进行分析与抑制。

发明内容

针对以上存在的问题，本发明通过电磁兼容软件对电动汽车交流电机逆变器功率回路的传导电磁干扰电路进行建模仿真，通过实时控制功率模块工作，分析电机控制器、线缆、电机上的传导电磁干扰产生的根源和传播路径，并可进一步的分析研究抑制传导电磁干扰的方法。

技术方案：一种电动汽车交流电机逆变器功率回路的传导电磁干扰仿真系统包括线缆模型仿真模块、逆变器功率回路仿真模块、功率回路控制信号采集模块三部分，如附图1所示。

线缆模型仿真模块01如附图2所示，包括正极直流动力线缆3D模块30、负极直流动力线缆3D模块31、W相交流动力线缆3D模块32、V相交流动力线缆3D模块33、U相交流动力线缆3D模块34。