电动汽车BMS电磁兼容性能优化研究

Ｂ ＭＳ及其 硬件 电路 结 构 如 图 ２所 示 ， 电 路 主要
一
Ｌ
包括 ： 电源模 块 、 传感器模块、 保护模块 、 ＭＣ Ｕ模 块 和通 信模 块等 部分组 成 。
厂 Ｌ ｃ ４ ｍ ］ Ｇ
图３ １ ２ Ｖ输 入 电源 电路
Ｆ ｉ ｇ ． ３ １ ２Ｖ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｉ ｎ ｐｕ 来自 ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ
流 变 换 器 中 电磁 干 扰 与 抑 制 （ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｍ ａ ｇ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｆ ｅ ｒ —
电磁 干扰 ， 并 以传导 和辐 射 的形 式影 响 Ｂ Ｍ Ｓ的正 常
工作 。 ２ ． ２ 对 Ｂ ＭＳ耦合 干扰机 理
的共模 噪声 和 谐 波 干 扰 。通 过 ， 、 Ｃ 、 Ｃ 、 Ｃ 和 ｃ
组成的 Ｌ ｃ滤 波 电路 滤 除 电源 输入 中的差 模 干扰 。
—
和信 号 线 等 部 分 在 工 作 过 程 中 ， 会 形 成 频 段 覆 盖
１ ５ ０ ｋ Ｈ ｚ ～２ ． ５ Ｇ Ｈ ｚ的 电磁 干扰 。最 后 ， 有 刷 直 流 电
机、 机 械式 电喇 叭和 点火 系统 等 工作 过程 中产 生 的 电火花 ， 能形 成频 谱很 宽 的辐 射 噪声 。
和软件 滤波 技术 ， 使Ｂ ＭＳ具 有较 好 的抗 电磁 干扰 性
试 较 敏感 的频率 段 。
第 ３期
李
旭 ，等 ：电动 汽 车 Ｂ ＭＳ电磁 兼 容性 能优 化研究
４ ３
ｔ ｒ ｏ ｌ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ｓ ｕ ｉ ｔ ａ ｂ ｌ ｅ ｆ ｏ ｒ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ｖ ｅ ｈ ｉ ｃ ｌ ｅ ｄ ｒ ｉ ｖ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍｓ
２ ． １ ． ２ 高压动 力 系统 的干扰
动力 系统工 作过 程 中 ， 电机 控制 器 Ｉ Ｐ Ｕ和 直 流 变 换 器 的开关 器 件 Ｉ Ｇ Ｂ Ｔ和功 率二 级 管工 作 在高 速
开关状 态 ， 形 成很 高 的 ｄ ｕ ／ ｄ ｔ 和 ｄ ｉ ／ ｄ ｔ ， 导 致 较 强 的
３ ． １ Ｂ Ｍ Ｓ 电路 原 理 的 Ｅ Ｍ Ｃ 设 计
３ ． １ ． １ 供 电 电 源 电路
由于 Ｂ ＭＳ的 电源线与 １ ２ Ｖ蓄 电池 和 Ｄ Ｃ ／ Ｄ Ｃ低 压输 出端 、 电机 控制 器低压 电源端并 联 ， 并 与车 用其 他 电器设 备共 用 电源 系统 ， Ｄ Ｃ ／ Ｄ Ｃ和 其 他用 电设 备 产 生 的各 种低 频 瞬态 和 高频 干 扰 、 共 模 干 扰 可通 过 电源耦合 进 Ｂ ＭＳ 。为此 设 计 如 图 ３所 示 电源 输 入 电路 。采 用 编号为 Ｖ。 的Ｔ Ｖ Ｓ抑 制 电 源输 人 中 的 瞬 态 干扰 和提 供 Ｅ Ｓ Ｄ 防护能 力 。采 用 编号 为 和 的大 电流磁珠 抑制 电源 输 入 中 的高 频 干 扰 ， 同 时也 抑制 Ｂ ＭＳ内部 向外 发射高 频 干扰 。通过 编号 为 、 Ｃ 。 、 Ｃ 。 、 Ｃ 和 ｃ ， 构 成 的共 模 滤波 器滤 除 电源 输 入 中
图２ Ｂ ＭＳ电路 结 构
Ｆｉ ｇ． ２ ＢＭＳ ｈ ａ ｒ ｄ ｗａ ｒ ｅ ｓ ｔ ｒ ｕｃ ｔ ｕ ｒ ｅ
差模 滤 波 电路 ， 滤 除电源 线上 的差模 干扰 ， 同时对板 内可能传 导 到外部 的差模 干扰 亦能 起到 有效 的抑 制 作用 。
由于 Ｂ ＭＳ采 用金 属铝 质外壳 ， 车 内电磁 干扰 对 Ｂ ＭＳ的耦 合 有 两种 主 要途 径 ： 车 内 的低频 瞬 态 和各 种干扰 直接 通 过 Ｂ ＭＳ的电 源线 以共 模 或 差 模 干 扰 的形 式耦 合 进 Ｂ Ｍ Ｓ ， 而车 内 的各 种辐 射干 扰 场把 能
Ｂ ＭＳ 板 内的另外 一个重 要 电源是 ＋ ５ Ｖ的 主工 作 电源 ， 如 图 ４该 电源 工 作 的稳 定 性 及 抗 干扰 性 能 直接 影 响到系 统 的信 号采 集准 确度及 稳定 性 。该 电 源抗 干扰 的重 要措施 是 由 Ｌ ， 、 ｃ 、 ｃ 组成 的 Ｌ Ｃ 型
藩 ｌ Ｕ ｌ ￣ ＿ ｒ ・ ： －
图４ ＋ ５ Ｖ 电 源 电路
Ｆｉ ｇ ． ４ ＋５ Ｖ ｐｏ ｗｅ ｒ ｉ ｎｐ ｕ ｔ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ
量耦 合在 Ｂ ＭＳ的连接 线束 上 ， 形 成共 模 干扰 电流耦
合进 Ｂ ＭＳ 。
３ Ｂ Ｍ Ｓ的 抗 电磁 干 扰 技 术
４ ０
电 工 电 能 新 技 术
能。
第 ３ ３卷
１ ｍ ｓ ， 最 大幅值 可 超 过 一１ ０ ０ Ｖ。瞬 变 电压 的 主要 耦
合方 式 为传导 耦合 ， 通 过 共 用 的 电源 耦 合 进 车 内其
他 电子 系 统 中。再 则 ， 车身控制器 、 空 调 控 制 器 和 Ｄ Ｖ Ｄ等 部件 的主 芯片 、 时钟 电路 、 触 发 电路 、 数 据 线
路 提供 稳定 的 双 电源 ， 如 图 ５所 示 。
由Ｔ Ｓ １和 Ｉ Ｃ １构 成 具 有 正 负输 出 电压 的单 端 反 激 型开关 稳压 电路 。对该 电路 工作 频率 的选 取较
为关键 ， 工作 基频 需 要 避 开传 导 及 辐 射 抗扰 度 等 测
元 器件 布局 和 布 线 ， 并结合 Ｐ Ｃ Ｂ的 Ｅ ＭＣ仿 真 分 析
针 对 上述 Ｂ ＭＳ外 部 的 电磁 干扰 源 和耦 合 机 理
模 拟 电源 电路 主 要 为 Ｂ ＭＳ的模 拟 采 集 运 放 电
可在 Ｂ Ｍ Ｓ的电路 原理 设计 、 印刷 电路 板设 计 和结 构 设 计 等方 面采 取 针对 性 的 Ｅ ＭＣ设 计 方 法 。重 点
对 电源 电路 、 敏感 小信 号 采 集 电路 、 接 口电路 、 Ｐ Ｃ Ｂ