技术幻灯

GB/T18655-2010标准之动力电池系统及BMS的EMC测试

2020年03月31日,国家标准化管理委员会发布了GB/T38661—2020《电动汽车用电池管理系统技术条件》标准,该标准于2020年10月01日起实施。该标准对电动汽车用电池管理系统的参数测量精度、SOC估算精度、电气适应性以及环境适应性等性能进行要求的同时,对其电磁兼容性能亦作出要求,包括电磁兼容检验项目、需满足的等级要求以及依据的相关标准等内容。

GB/T 38661—2020 电动汽车用电池管理系统技术条件(BMS新国标).pdf
 
本文首先针对该标准中对于BMS电磁兼容性的要求进行解析,随后结合实际测试指出当前BMS较容易出现的EMC问题,最后给出了一些在设计阶段规避EMC风险的建议。
 
GB/T38661-2020EMC测试解析
 
GB/T38661-2020《电动汽车用电池管理系统技术条件》规定,在进行BMS的EMC试验时,应由BMS生产企业提供电池,与BMS一起构成基本测试单元模拟实际安装情况进行试验。
 
试验过程中记录电池管理系统采集的数据(单体或电芯组电压采集通道数不少于2个,温度采集通道数不少于1个),并与检测设备检测的对应数据进行比较。应使用隔离装置将辅助设备(如上位机及监控软件)进行隔离。充放电电流应不小于电池管理系统电流测量满量程的2%。测试系统搭建示意如图所示。
 
bms测试系统搭建示意
 
在电磁兼容部分,GB/T38661-2020规定了BMS的电磁骚扰和电磁抗扰两类试验项目。
 
其中电磁骚扰类试验项目包括电磁传导骚扰和电磁辐射骚扰两项,参考的标准均为GB/T18655 -2010,且均需满足GB/T18655-2010规定的3级限值线要求。其中电磁传导骚扰试验可根据具体试验对象而选用电压法和电流探头法进行。
 
GB/T18655-2010的3级限值线是目前大多数主机厂及供应商对零部件电磁传导骚扰及电磁辐射骚扰的评价指标,但也有企业依据自身情况并结合该限值制定自身的企业标准限值。
 
虽然电压法与电流法均是评价BMS产生的电磁噪声沿线束向外的传播,电压法仅是针对电源线束,而电流法使用电流卡钳进行测试,其不仅能对电源线束的传导噪声进行测试,亦可将其卡在信号线束上一评估BMS电磁噪声沿信号线束的传播情况,故为更好地评估BMS电磁兼容性能,电压法与电流探头法均是有必要的。
 
另一类测试项目是电磁抗干扰测试。电磁抗干扰测试又分为时域抗干扰和频域抗干扰,具体测试项目如下表:
 
BMS系统EMC电池抗扰度测试项目
 
BMS 电池管理系统进行电磁抗扰试验的功能状态等级分类如下表:
 
BMS EMC功能状态等级分类
 
针对BMS的频域电磁抗干扰测试,根据测试频段的不同,测试方法存在差异。在15Hz~150kHz频率范围,主要考核BMS的磁场抗干扰性能,依据ISO11452-8:2015规定的试验方法进行实验,试验等级为III级;在1MHz~400MHz频率范围内,依据GB/T33014.4进行60mA电流强度的大电流注入抗扰度测试;在400MHz~2GHz频率范围,进行场强等级30V/m的自由场法抗扰度试验。如无特殊规定,BMS频域法电磁抗扰度的试验结果需满足表2中规定的A级。
 
针对BMS的时域电磁抗干扰测试,根据时域波形以及耦合形式的差异有具体的区分。电源线瞬态传导抗扰度测试依据GB/T21437.2-2008标准考核将不同形式额脉冲叠加到BMS电源线上时BMS的工作状况,试验严酷等级为III级,针对标准中规定的不同的脉冲,BMS的功能状态需要满足要求如表。
 
BMS EMC测试功能状态等级要求
 
信号线/控制线瞬态传导抗扰度测试,使用耦合的方式将干扰信号耦合至BMS除电源线以外的其他线束,考核BMS通讯等功能状态,依据GB/T21437.3-2012规定的试验方法以及III级严酷等级进行实验,BMS功能状态需满足A级要求。
 
电快速瞬变脉冲群抗扰度试验依据GB/T17626.4 -2008规定的方法,试验严酷度等级III级,BMS功能状态需满足表2中的C级要求。依据GB/T19951中规定的方法及测试布置进行试验,放电电压等级如表。
 
BMS EMC试验放电电压等级要求
 
BMS电池管理系统的电磁骚扰问题及分析
 
对某一款电池包及管理系统进行电磁骚扰测试时,发现其电磁骚扰超过GB/T18655-2010的III级限值,以电流法为例进行测试结果分析并进行整改优化。试验布置如图所示。
 
BMS EMC测试电流测试法试验布置
 
电流探头在低压线束,即BMS电源线及信号线,750mm位置时的测量结果数据。由数据可知,在50MHz~108MHz频段内,测量结果的峰值数据和平均值数据均有不同程度的超标现象。
 
750mm位置测试数据结果
 
电流法测试的实质是考察线束上电磁骚扰信号耦合至电流钳的能量大小。这种信号产生的根源在于PCB内部的高频信号,在PCB印制线之间的寄生电容以及寄生电感的作用下,并有电池包内部布线以及机械结构的影响下,沿线束传导至电池包外部,最终耦合的电流探头。
 
通常情况下的电磁骚扰不合格整改措施分为三种,接地、屏蔽和滤波,相对来说设计滤波电路的方式最容易后期工程化。

200+

合作伙伴

2311+

项目案例

202+

专利发明

15+

成立历史

Hisense海信 FLEX伟创力 BYD比亚迪 HUAQIN华勤 intel英特尔 HUAWEI华为 龙旗控股 Agilent安捷伦 Lenovo联想 RAPOO雷柏
咨询在线客服
售前咨询热线
185 8902 9761
售后咨询热线
186 7666 0215
扫一扫,加好友扫一扫,加好友聊天哦!