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电动汽车有关论文范文文献,与电动汽车电机驱动系统EMC综述相关论文查重
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贺虎成等人指出较高开关工作频率会引起严重的EMI和开关损耗,并提出运用软开关技术和随机脉宽调制来解决上述EMI问题[13].2007年以后,国内外针对电动汽车电机驱动系统EMI问题及其产生机理的相关文献和资料较少,主要的研究重心已倾向于电机驱动系统EMC仿真预测以及EMI抑制技术.3电机驱动系统EMC预测仿真研究
由于汽车EMC试验环境的苛刻和试验成本的昂贵,近年来对电动汽车电机驱动系统的EMC研究已不仅仅局限于现象阐述和干扰机理分析,而逐渐将研究重心转向电机驱动系统EMC预测仿真,以期更好地指导电机驱动系统EMC方案设计.
3.1EMC分析方法
计算电磁学的发展给汽车EMC预测仿真提供了理论支持.虽然传统的解析法可以计算出精确的数值结果,但对于复杂的实际情况而建立的积分方程或偏微分方程往往由于太复杂而无法求解.随着计算机技术的不断发展,数值分析逐渐成为研究电磁学问题的重要方法.数值分析将传统的电磁场解析式转化成数值编程的形式加以计算,使其能够求解任意几何形状、复杂结构的电磁场问题.当前,电机驱动系统EMC所涉及的数值分析方法主要有传输线法[14]、有限元法[15]、有限差分法[16]、有限积分法[17]和矩量法[18]等.
目前已有一些基于不同数值分析方法的商业软件,如以传输线法（TLM）为主的FLO/EMC软件,以有限元法（FEM）为主的HFSS软件,以有限差分法（FDTD）为主的XFDTD软件,以有限积分法（FIT）为主的CST软件等,这些软件为电机驱动系统EMC预测仿真研究提供了手段.
3.2EMC预测仿真分析
近年来,国内外学者对电动汽车电机驱动系统EMC预测仿真分析进行了大量的研究,包括EMI干扰源、传播途径分析等.研究的思路主要是从“场”和“路”两方面着手.
3.2.1国外电机驱动系统EMC预测仿真研究
1998年,ChenC.C.等人通过建立电动汽车驱动系统的传导电磁干扰模型,对其干扰源特性和主要传输路径进行了分析,估计了直流母线的噪声频谱,并通过试验进行了验证[19].2001年,BogliettiA.
等人将从蓄电池到交流电机的所有电器元件作为系统,建立了高频模型,该模型分析了PWM逆变器在过电压和漏电流流过寄生电容时产生的高du/dt的影响[20].2003年,GuttowskiS.等人建立了逆变器、电机、蓄电池等的高频集总参数模型,并用于电机驱动系统EMC预测分析[8].2004年,FreiS.团队对低频的传导干扰进行预测研究,建立了电动汽车驱动系统的传导干扰模型[21].2006年,LiW.等人对燃料电池汽车驱动系统的高频传导干扰进行了建模分析,并对模型中主要参数所引起的不同噪声形式进行了比较[22].2007年,ZhangB.等人对燃料电池汽车驱动系统的传导EMI进行了深入研究,并基于多触点传输线模型,分析了线缆中传导干扰的传播特性、共模电流及其耦合效应,建立了燃料电池、逆变器、交流电机的高频电路模型[23-24].2008年,YounH.L.等人建立了混合动力电动汽车驱动系统各部分的高频模型,包括IGBT、线缆和逆变器,并搭建了等效电路模型,较为准确地预测了驱动系统的传导干扰[25].2010年,TaoQ.和LeiX.团队提出分段线性IGBT模型的一种行为建模方法,模型的参数求取通过IGBT的数据表和简单的测量获得,并用于传导干扰的预测[26-27].2011年,MakiK.等人通过场分析方法,建立了高频电机的三维电磁场模型,对电机内部的电磁辐射干扰进行了分析,试验验证了仿真分析的准确性[28].此外,美国罗克韦尔公司的MirafzalB.团队[29-30],弗罗里达国际大学的MohammedO.A.[31]等人也对电动汽车电机驱动系统EMC进行了较为深入的研究.
3.2.2国内电机驱动系统EMC预测仿真研究
国内在电动汽车电机驱动系统EMC预测仿真研究方面起步较晚.吉林大学高印寒等人以车内大量的导线及线束为例,采用模糊推理方法对汽车线束EMC进行了预测,克服了求解复杂麦克斯韦方程的局限,提高了预测精度[32-33]；吴定超和马喜来分别利用传输线理论和天线理论对汽车线束之间的串扰、车载天线与线束之间的耦合进行了仿真预测,并引入小波分解技术,通过提供车内传导干扰的特征能量来达到识别干扰源的目的[34-35].重庆大学的俞集辉等人通过建立点火系统的每个部件电路模型,利用解析法或有限元方法确定模型中的电分布参数,建立了点火系统的等效电路模型,该方法可以借鉴运用于电机驱动系统预测建模[36]；汪泉第等人通过测量电机端阻抗的幅频特性,建立了电机的等效宽频电路模型,并验证了模型的准确性和有效性,为建立电机驱动系统传导干扰模型奠定了基础[37].哈尔滨工业大学的安群涛等人对PWM电机驱动系统共模传导干扰进行了分析,并对相关等效电路的建立方法进行了深入研究,等效电路仿真结果与试验结果相吻合[38]；肖芳等人对PWM电机驱动系统的传导干扰机理进行了研究,提出了一种新的频域噪声源建模方法[39]；段建东等人基于干扰源加干扰通道建模的总体思路,在时频域中建立了PWM电机驱动系统等效电路模型,并建立了其共模和差模干扰的数学模型来进行相互验证[40].清华大学的陈名等人运用阻抗幅频特性测量和最小二乘法拟合的方法,建立了电机的高频等效电路[41].海军工程大学的孟进等人以典型的PWM变频驱动电机系统为对象,研究了干扰通道寄生参数和高频干扰源的建模方法,并进行了试验验证[42].此外,中国汽车工程研究院等汽车研究机构与企业也开展了相关的研究.
综上所述,目前国内外对电动汽车电机驱动系统EMC的预测仿真研究已取得一定的进展和成果,分别以不同的数值方法或分析思路对电机驱动系统单个组件或整个系统进行了EMC建模仿真研究.电机驱动系统的EMC预测仿真研究缩短了产品开发周期、节约了成本,为解决电动汽车电机驱动系统的EMI问题提供了科学的分析方法和手段.
4电机驱动系统EMI抑制研究
电动汽车电机驱动系统EMI抑制技术的研究一直是一个重要的课题.近年来,对电机驱动系统EMI抑制技术的研究主要从两方面来开展,一是接近工程应用的EMI抑制技术研究,二是从根本上解决或减小EMI的抑制技术研究.从基本原理出发,可将抑制EMI方法归纳为减小干扰源发射强度和切断传播途径.
减小干扰源的发射强度是EMI抑制技术的一种常用方法.TrzynadlowskiA.M.等人采用Saber仿真软件对随机PWM调制和普通PWM调制在减少EMI方面进行对比分析,指出随机PWM调制可以比普通PWM调制减小10dB左右EMI噪声,并且对驱动性能几乎没有影响[43].MutonN.等人提出了一种EMI抑制方法,通过多层印刷电路板来封装逆变器电源电路以抑制共模电流.其后,该作者基于串联谐振现象又提出了一种消除逆变器和电池之间正、负电源线缆中表面电流的方法,试验验证了该方法的有效性[44-45].LaiY.S.利用矢量状态的不同组合会对功率变换器输出共模电压产生影响的特点,提出了空间矢量调制技术,采用两个相反方向矢量回扫的方法取代零矢量的作用,以此降低系统共模电压,实现抑制EMI的目的[46].ZhangH.R.等人提出了一种用于消除电机驱动系统共模电压和轴电流的双桥功率变换器.通过控制双桥功率变换器产生标准的三相双绕组感应电动机平衡激励实现抵消共模电压,达到减小漏电流、EMI发射强度的目的[47].窦汝振等人根据共模电压会带来共模电流、电压谐波等问题,提出了一种新颖的空间矢量脉宽调制控制方法,可以非常有效地减小电压源逆变器供电的异步电机驱动系统的共模电压[11].
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切断电磁干扰源传播途径是电机驱动系统EMI抑制的另一种常用方法.各国学者相继提出了一些用于阻断EMI传播
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