工匠精神赋能产品，产品决胜未来——记Motor-Chamber开发心得

　2020年4月10日，重庆清研理工电子技术有限公司在高新区智能制造产业园顺利完成用于新能源电机带载测试系统（以下简称Motor-Chamber）的安装与验收工作。重庆清研理工电子技术有限公司成为具备完全自主研发Motor-Chamber装备的高科技检测机构公司。该项目依托重庆理工大学产学研平台，由重庆清研理工电子技术有限公司联合重庆理工清研凌创测控科技有限公司与北京艾姆克科技有限公司共同完成。
　　Motor-Chamber主要针对新能源汽车电驱动系统EMC测试开发，满足GB/T 18655、 GB/T36282-2018、 CISPR 25与ISO 11452等系列测试标准。该测试装备可用于电池包、电机控制器、DC/DC与电机以及整个电驱动系统的EMC辐射与抗扰测试。

Motor-Chamber 研发过程

　　对电驱动系统带载测试的电磁兼容设计主要包括：半波暗室整体设计、穿墙轴的屏蔽设计、轴电流抑制、电源滤波器设计等方面。

 

 

1.半波暗室整体设计

 

电驱动系统电磁兼容测试系统布局（左图） 与测试连接接口示意（右图）

 

 
2. 测试台架设计及仿真

　　9kHz-500MHz频段内采用基于FEM的Maxwell 2D/3D仿真，500MHz-18GHz采用HFSS进行仿真。首先通过CAD的优化与简化，转换成电磁仿真模型，然后进行整体屏蔽设计与接地连接结构设计，以达到对穿墙屏蔽、台架的整体屏蔽、接地系统预先优化的目的。

 

含电驱动测试系统穿墙与接地仿真

 

3.穿墙轴设计与应用

　　仿真技术能够优化穿墙口的尺寸，并通过波导口设计尽量提高截止屏蔽，防止暗室外的电磁干扰信号进入半波暗室。并且对穿墙轴的材料属性进行仿真分析，在降低轴电流的同时满足电机测试最大转速与最大扭矩的要求。

 

示意图：轴电流仿真分析

 

4.EMC暗室底噪

• 测试布置：依据CISPR 25与GB/T 18655标准。
• 测试条件：测功机空载测试等级，转速 2000 rpm – 7000 rpm， 电流100 A -150 A。
• 底噪数据：全频段低于GB/T 18655 5级限值20 dB：

10kHz-30MHz

 

30MHz-200MHz 垂直极化

 

200MHz-1GHz 垂直极化

 

200MHz-1GHz 水平极化

 

1GHz-2.5GHz 垂直极化(未安装预放)
 

1GHz-2.5GHz 水平极化(未安装预放)

 

 

Motor-Chamber总工程师贾晋博士及其团队的产品开发心得：

“从测试装备的工程角度，团队一直寻找电机带载EMC测试与电机性能测试的平衡点。连接轴的加长必然会影响传统电机台架测试的动平衡，同时测功机的干扰也必然会流向半波暗室内部造成电磁泄漏。通过干扰源的路径仿真，前期设计充分考虑了各种路径，从“工程之美”的角度看，这次项目几乎完全预测了干扰路径，并且施加了最优化的措施，在电机测功机工作状态下，使暗室内部达到完美的底噪要求。同时，我们也充分考虑了用户最真实的电机工况测试要求，即最大可能地满足电机功能测试，也同时满足电磁兼容测试。”

 

 

　    在项目接近尾声的重要阶段，新冠肺炎在我国肆虐。三家企业攻坚克难，历时14个月，Motor-Chamber终于顺利完成了验收工作。Motor-Chamber的诞生顺应当下新能源汽车发展的潮流，解决了电驱动系统进行带载EMC性能测试的迫切需要，同时显示出本土装备研发机构卓越的研发能力。

　　我们除了提供EMC测试服务，将继续从事Motor-Chamber 系列产品开发工作，可涵盖新能源乘用车、新能源商用车和机车与航空电机等产品，并可以根据客户的具体功率、转速扭矩需求进行定制化生产。

 

 

Motor-Chamber设备系列参数列表