REESS — Újratölthető energiatároló rendszer EV EMC vizsgálathoz
Az újratölthető energiatároló rendszer (REESS) koncepciójának részletes ismertetése, kritikus szerepe az ECE R10 szerinti elektromos jármű EMC vizsgálatban, valamint a vizsgálati konfigurációs követelmények.
Mi a REESS?
A REESS a Rechargeable Energy Storage System, azaz az újratölthető energiatároló rendszer rövidítése. A gépjármű EMC szabályozások kontextusában a REESS az újratölthető energiatároló eszközre utal, amely elektromos energiát biztosít a jármű meghajtásához. Ide tartoznak az akkumulátoros elektromos járművekben (BEV), a töltőhálózatról tölthető hibrid elektromos járművekben (PHEV) és a hibrid elektromos járművekben (HEV) használt nagyfeszültségű akkumulátor-csomagok, valamint más újratölthető tárolási technológiák, mint a szuperkapacitorok vagy lendkerék-rendszerek, amelyeket elektrifikált hajtásláncokban alkalmaznak.
A REESS kifejezést az UNECE 10. számú Előírás (ECE R10) széles körben használja az újratölthető energiatárolási forrásból meghajtási energiát nyerő járművekre vonatkozó specifikus EMC vizsgálati követelmények meghatározására. Ahogy az elektromos járművek a globális gépjárműpiac jelentős szegmensévé váltak, a REESS-sel kapcsolatos rendelkezések az ECE R10-ben hatókörben és fontosságban egyaránt nőttek, különösen a 7. felülvizsgálattal.
Miért fontos a REESS az EMC vizsgálatnál?
Az elektromos járművek egyedi elektromágneses összeférhetőségi kihívásokat jelentenek a hagyományos belső égésű motorral (ICE) hajtott járművekhez képest. A REESS és a villanymotor közötti energiaáramlást kezelő nagyfeszültségű teljesítményelektronika jelentős elektromágneses kibocsátásokat generál széles frekvenciaspektrumban. A REESS-hez kapcsolódó főbb EMC-szempontú alrendszerek:
- Nagyfeszültségű akkumulátor-csomag: Maga a REESS, beleértve a cellamodulokat, áramgyűjtő síneket és belső kábelezést, amely antennaként vagy csatolási útvonalként szolgálhat a vezetett és sugárzott kibocsátások számára.
- Akkumulátor-kezelő rendszer (BMS): Az elektronikus vezérlőegység, amely figyeli a cellafeszültségeket, hőmérsékleteket és töltöttségi állapotot. A BMS digitális buszokon kommunikál, és egyaránt lehet elektromágneses interferencia forrása és áldozata.
- DC-DC átalakító: A nagyfeszültségű REESS kimenetet (jellemzően 400 V vagy 800 V) a 12 V-os segédáramköri buszra alakítja. A kapcsolóüzemű teljesítményátalakítók közismert szélessávú elektromágneses kibocsátási források.
- Fedélzeti töltő (OBC): Az AC hálózati feszültséget DC-re alakítja a REESS töltéséhez. Az OBC nagy teljesítményszinteken működik jelentős kapcsolási zajjal.
- Inverter/motorhajtás: Az elektromos vontatómotort impulzusszélesség-modulációval (PWM) vezérli nagyfeszültségen és nagy áramon. A gyors kapcsolási élek kilohertzektől több száz megahertzig terjedő kibocsátásokat termelnek.
- Vezeték nélküli energiaátviteli (WPT) rendszer: Induktív töltőrendszerek, amelyek mágneses úton csatolják az energiát a talajpadról a járműre. A WPT rendszerek meghatározott frekvenciákon működnek (jellemzően 85 kHz) és gondos EMC kezelést igényelnek.
REESS az ECE R10-ben: Alkalmazandó mellékletek
Az ECE R10 a REESS-sel felszerelt járműveket több mellékletben kezeli, amelyek specifikus vizsgálati eljárásokat és követelményeket határoznak meg:
7. melléklet — Jármű szélessávú elektromágneses kibocsátás
REESS-sel rendelkező járművek esetén a szélessávú kibocsátási vizsgálatot az elektromos hajtáslánc meghatározott körülmények közötti működése mellett kell elvégezni. A járművet elektromos hajtás üzemmódban kell vizsgálni (ha alkalmazható), a REESS meghatározott töltöttségi állapotával (SoC). Az előírás meghatározza azt az SoC tartományt, amelyet a vizsgálat során fenn kell tartani a reprezentatív kibocsátási szintek biztosítása érdekében.
8. melléklet — Jármű keskenysávú elektromágneses kibocsátás
A keskenysávú kibocsátási vizsgálat hasonló REESS üzemmód-követelményeket követ. A vizsgált eszközt (jármű) olyan üzemmódokban kell működtetni, amelyek aktiválják az összes releváns nagyfeszültségű teljesítményelektronikai rendszert, beleértve az invertert, DC-DC átalakítót és a REESS bármely aktív hőkezelő rendszerét.
9. melléklet — Jármű elektromágneses sugárzással szembeni zavartűrése
A REESS-sel felszerelt járművek zavartűrési vizsgálata igazolja, hogy a jármű elektronikus rendszerei, beleértve a BMS-t és a motorvezérlőt, biztonságosan működnek-e külső elektromágneses tereknek való kitettség esetén. A vizsgálatnak bizonyítania kell, hogy a jármű nem mutat biztonságkritikus meghibásodásokat, mint a nem szándékolt gyorsulás, fékvesztés vagy kontrollálatlan REESS kisülés.
ESA-szintű mellékletek
A REESS-hez kapcsolódó egyedi alkatrészeket (mint a BMS, OBC, DC-DC átalakító és inverter) elektronikus részegységekként (ESA) is vizsgálhatják a vonatkozó ECE R10 mellékletek szerint. Az alkatrészszintű vizsgálat megfelelő vizsgálati összeállítást igényel, amely a jármű nagyfeszültségű környezetét és üzemi feltételeit reprodukálja.
Vizsgálati konfigurációk REESS járművekhez
Töltöttségi állapot követelmények
A REESS töltöttségi állapotát az EMC vizsgálat során ellenőrizni és dokumentálni kell. Az ECE R10 előírja, hogy a REESS töltöttségi állapotának olyannak kell lennie, amely lehetővé teszi a jármű normál vezetési üzemmódban való működtetését a vizsgálat teljes időtartama alatt. Jellemző követelmények:
| Paraméter | Követelmény |
|---|---|
| Minimális SoC a vizsgálat kezdetén | Elegendő a tartós elektromos hajtáshoz |
| SoC tartomány a vizsgálat alatt | A gyártó által meghatározott normál üzemi tartományon belül tartva |
| Töltési állapot vizsgálata | Külön vizsgálatok aktív OBC-vel (AC töltés) |
| Kisütési állapot vizsgálata | Jármű elektromos hajtás üzemmódban |
Vizsgálandó üzemmódok
A REESS-sel felszerelt járműveket több üzemmódban kell vizsgálni az összes releváns kibocsátási és zavartűrési forgatókönyv lefedésére:
- Elektromos hajtás üzemmód: A járművet az elektromos motor hajtja a REESS-ből nyert energiával. Az inverter, DC-DC átalakító és BMS mind aktív.
- Töltési üzemmód (AC): A fedélzeti töltő aktívan tölti a REESS-t AC forrásból. Ez az üzemmód a teljesítménytényező-korrekciós áramkörökkel és az AC-DC konverzióval kapcsolatos kibocsátásokat generálja.
- Töltési üzemmód (DC): Ha a jármű támogatja a DC gyorstöltést, a DC töltés alatti kibocsátásokat is értékelhetik, bár a járműn kívüli töltőnek jellemzően saját EMC követelményei vannak.
- Regeneratív fékezési üzemmód: Az elektromos motor generátorként működik, energiát táplál vissza a REESS-be. Ez az üzemmód a motoros üzemmódtól eltérő kibocsátási jellemzőket produkálhat.
- Készenléti/kulcs-bekapcsolt üzemmód: A jármű be van kapcsolva, de nem mozog. A BMS, hőkezelés és segédrendszerek aktívak.
Nagyfeszültségű biztonság a vizsgálat során
A REESS-sel felszerelt járművek EMC vizsgálatához szigorúan be kell tartani a nagyfeszültségű biztonsági eljárásokat. A vizsgálati személyzetnek nagyfeszültségű biztonsági képzéssel kell rendelkeznie, és a vizsgálólétesítményt megfelelő biztonsági felszereléssel kell ellátni, beleértve a szigetelt szerszámokat, személyi védőeszközöket (PPE) és vészleválasztási eljárásokat. A REESS-t a vizsgálat során megfelelően le kell választani és folyamatosan felügyelni kell.
Kihívások a REESS EMC vizsgálatban
Elektromágneses kibocsátás a teljesítményelektronikából
A REESS-sel felszerelt járművek nagyfeszültségű teljesítményelektronikája szélessávú kibocsátásokat generál, amelyek tíz kilohertzektől több száz megahertzig terjedhetnek. Az inverter és DC-DC átalakító gyors kapcsolási átmenetei harmonikusokat termelnek, amelyek becsatolódhatnak a jármű kábelkötegébe és a kábelvezetésekből, valamint karosszériapanel-résekből sugározhatnak. A hatékony EMC tervezés gondos szűrést, árnyékolást és a nagyfeszültségű alkatrészek földelésének biztosítását igényli.
Akkumulátor-csomag mint EMC elem
Maga a REESS akkumulátor-csomag egy nagy vezető struktúra, amely befolyásolhatja a jármű elektromágneses viselkedését. A csomag háza árnyékolóként vagy rezonáns üregként működhet, felépítésétől és földelésétől függően. A belső kábelezés és cellaközi kapcsolatok csatolási útvonalakat hozhatnak létre a nagyfrekvenciás zaj számára. A REESS burkolat és a jármű alvázának megfelelő összeköttetése kritikus az EMC teljesítmény szempontjából.
Vizsgálati eredmények reprodukálhatósága
A REESS konzisztens üzemi feltételeinek fenntartása az EMC vizsgálat során elengedhetetlen a reprodukálható eredményekhez. A töltöttségi állapot, az akkumulátor-hőmérséklet és a terhelési feltételek ingadozásai mind befolyásolhatják a kibocsátási szinteket. A vizsgálati eljárásoknak ezeket a paramétereket pontosan meg kell határozniuk és a mérés során folyamatosan figyelniük kell.
Hogyan segíthet a TESTUPS?
A TESTUPS speciális vizsgálati infrastruktúrába fektetett be a REESS-sel felszerelt járművek EMC vizsgálatához, beleértve a nagyfeszültségre képes vizsgálókamrákat, programozható AC és DC tápegységeket a töltési üzemmód vizsgálatához, valamint dinamométerrendszereket a hajtás üzemmódú kibocsátási és zavartűrési vizsgálatokhoz. Mérnökeink nagyfeszültségű biztonsági eljárásokra képzettek és tapasztaltak az ECE R10 7., 8. és 9. mellékletének elektromos járművekre vonatkozó specifikus követelményeiben. Támogatjuk a vizsgálatot az összes REESS üzemmódban, és részletes, típusjóváhagyási benyújtásra alkalmas jegyzőkönyveket biztosítunk.
Vegye fel a kapcsolatot a TESTUPS-szal elektromos jármű EMC vizsgálati követelményeinek megbeszéléséhez.
Szakértői EMC Segítségre van Szüksége?
A TESTUPS teljes körű EMC megoldásokat kínál — a tesztberendezésektől és visszhangmentes kamráktól a tanúsítási szolgáltatásokig. Lépjen kapcsolatba csapatunkkal személyre szabott támogatásért.