电磁干扰抑制装置和车辆

技术领域

本发明涉车辆技术领域，特别涉及一种电磁干扰抑制装置和一种车辆。

背景技术

随着新能源汽车智能网联、自动驾驶的应用，车内敏感器件增多，以及随着电机及其控制器向高频、高压、高转速的不断发展，对电机驱动系统的电磁兼容性能要求也不断提高，设计难度也不断的增大。

因此，如何有效抑制车辆中的电磁干扰，提高电机驱动系统的电磁兼容性，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种电磁干扰抑制装置，该装置采用集成方式设置在集成高压驱动系统的直流母线输入端口不仅可以降低成本和节约空间，还可以减小高频耦合、抑制开关管开闭瞬间引起的电压突变，应用于电动车辆时可以对整车的动力电池起到保护作用。

本发明的第二个目的在于提出一种集成高压驱动系统。

本发明的第三个目的在于提出一种车辆。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种电磁干扰抑制装置包括：第一共模滤波模块，所述第一共模滤波模块的第一端与电池包相连；第一差模滤波模块，所述第一差模滤波模块的第一端与所述第一共模滤波模块的第二端相连；第二共模滤波模块，所述第二共模滤波模块的第一端与所述第一差模滤波模块的第二端相连；第二差模滤波模块，所述第二差模滤波模块的第一端与所述第二共模滤波模块的第二端相连，所述第二差模滤波模块的第二端与集成高压驱动系统相连。

根据本发明实施例的电磁干扰抑制装置，采用集成方式设置在集成高压驱动系统的直流母线输入端口，不仅可以降低成本和节约空间，还可以减小高频耦合、抑制开关管开闭瞬间引起的电压突变，应用于电动车辆时可以对整车的动力电池起到保护作用。

另外，根据本发明上述实施例提出的电磁干扰抑制装置还可具有如下附加技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述第一共模滤波模块包括：第一电感，所述第一电感的第一端与电池包的正极连接；第二电感，所述第二电感的第一端与所述电池包的负极连接；至少一个第一电容，所述第一电容的第一端与所述第二电感的第二端连接，所述第一电容的第二端接地；所述第一差模滤波模块包括：第二电容，所述第二电容的第一端与所述第一电感的第二端连接，所述第二电容的第二端与所述第二电感的第二端连接；所述第二共模滤波模块包括：第三电感，所述第三电感的第一端与所述第一电感的第二端连接；第四电感，所述第四电感的第一端与所述第二电感的第二端连接；至少一个第三电容，所述第三电容的第一端与所述第四电感的第二端连接，所述第三电容的第二端接地；所述第二差模滤波模块包括：第四电容，所述第四电容的第一端与所述第三电感的第二端相连后与所述集成高压驱动系统的正端连接，所述第四电容的第二端与所述第四电感的第二端相连后与所述集成高压驱动系统的负端连接

根据本发明的一个实施例，所述第二电容和所述第四电容为X型电容，所述第一电容和所述第三电容为Y型电容。

根据本发明的一个实施例，所述第一电感和所述第二电感通过对扣的方式固定连接；所述第三电感和所述第四电感通过对扣的方式固定连接。

根据本发明的一个实施例，所述第一电感和所述第二电感通过第一支架固定在所述印刷电路板上，所述第三电感和所述第四电感通过第二支架固定在所述印刷电路板上。

根据本发明的一个实施例，连接所述第一电感、所述第二电感、所述第三电感、所述第四电感、所述第一电容、所述第二电容、所述第三电容和所述第四电容的铜排，所述铜排通过第三支架固定在所述印刷电路板上。

根据本发明的一个实施例，所述铜排通过簧片与所述印刷电路板连接。

根据本发明的一个实施例，上述的电磁干扰抑制装置还包括：壳体，所述壳体内设置有容纳所述第一电感、所述第二电感、所述第三电感、所述第四电感和所述印刷电路板的容纳空间。

根据本发明的一个实施例，所述壳体为聚对苯二甲酸丁二酯塑料壳体。

根据本发明的一个实施例，所述壳体的外表面设置有导电涂层。

为达到上述目的，本发明的第二方面实施例提出了一种集成高压驱动系统，包括：电机控制器、车载充电机、直流变换器和本发明第一方面实施例所述的电磁干扰抑制装置，所述电磁干扰抑制装置设置在所述电机控制器、所述车载充电机、直流变换器的直流母线输入端口。

根据本发明实施例的集成高压驱动系统，将电磁干扰抑制装置设置在机控制器、车载充电机、直流变换器的直流母线输入端口，不仅可以降低成本和节约空间，还可以减小高频耦合、抑制开关管开闭瞬间引起的电压突变，应用于电动车辆时可以对整车的动力电池起到保护作用。

为达到上述目的，本发明的第三方面实施例提出的一种车辆，其包括上述的电磁干扰抑制装置。

本发明实施例的车辆，将上述的电磁干扰抑制装置采用集成方式设置在电机控制器、车载充电机和直流变换器的直流母线输入端口，不仅可以降低成本和节约空间，还可以减小高频耦合、抑制开关管开闭瞬间引起的电压突变，应用于电动车辆时可以对整车的动力电池起到保护作用。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中，

图1是根据本发明一个实施例的电磁干扰抑制装置的电路示意图；

图2是根据本发明一个实施例的电磁干扰抑制装置的立体图；

图3是根据本发明一个实施例的电磁干扰抑制装置的爆炸图；

图4是根据本发明一个实施例的电磁干扰抑制装置的透视图；

图5是根据本发明一个实施例的电磁干扰抑制装置的传导测试曲线图；

图6是根据本发明一个实施例的电磁干扰抑制装置的辐射发射测试曲线图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本申请是发明人基于对以下问题的研究和认知做出的：

目前电动汽车电磁干扰90％以上的来源是高压集成驱动系统(主要包括电机控制器、车载充电机和直流变换器)，高压集成驱动系统中主要的干扰源来源是开关管的快速开关引起电压、电流的突变。相关技术中，一般采用分布式滤波的方式，即分别在电机控制器、车载充电机和直流变换器的一端设置滤波装置，以抑制电磁干扰。然而该方式需要设置多个滤波装置，不仅成本高，还占用空间。

下面参考附图来描述本发明实施例提出的电磁干扰抑制装置、集成高压驱动系统和车辆。

图1是根据本发明一个实施例的电磁干扰抑制装置的电路示意图。如图1所示，该装置包括：

第一共模滤波模块10、第一差模滤波模块20、第二共模滤波模块30和第二差模滤波模块40。

其中，第一共模滤波模块10的第一端与电池包相连，第一差模滤波模块20的第一端与第一共模滤波模块10的第二端相连；第二共模滤波模块30的第一端与第一差模滤波模块10的第二端相连；第二差模滤波模块40的第一端与第二共模滤波模块30的第二端相连，第二差模滤波模块40的第二端与集成高压驱动系统50相连。

具体地，如图1所示，第一共模滤波模块10和第二共模滤波模块30用于滤除共模信号，消除共模干扰，第一差模滤波模块20和第二差模滤波模块40用于滤除差模信号，消除差模干扰，由此提高高压集成驱动系统的电磁兼容性。且，电磁干扰抑制装置采用集成式方式设置于高压集成驱动系统50(包括：电机控制器MCU、车载充电机OBC和直流变换器DC)的直流母线输入端口，可以降低成本和节约空间，并且，采用二阶LC滤波的方式实现滤波，可以减小高频耦合、抑制开关管开闭瞬间引起的电压突变，应用于电动车辆时可以对整车的动力电池起到保护作用。

进一步地，如图1所示，第一共模滤波模块10包括：第一电感L1、第二电感L2、至少一个第一电容C1Y(图1中以2个为例)。第一差模滤波模块20包括：第二电容C2X。第二共模滤波模块30包括：第三电感L3、第四电感L4、至少一个第三电容C3Y(图1中以4个为例)。第二差模滤波模块40包括：第四电容C4X。

其中，第一电感L1的第一端与电池包的正极E+连接；第二电感L2的第一端与电池包的负极E-连接；第一电容C1Y的第一端与第二电感L2的第二端连接，第一电容C1Y的第二端接地。

第二电容C2X的第一端与第一电感L1的第二端连接，第二电容C2X的第二端与第二电感L2的第二端连接。

第三电感L3的第一端与第一电感L1的第二端连接；第四电感L4的第一端与第二电感L2的第二端连接；第三电容C3Y的第一端与第四电感L4的第二端连接，第三电容C3Y的第二端接地；

第四电容C4X的第一端与第三电感L3的第二端相连后与集成高压驱动系统50的正端+连接，第四电容C4X的第二端与第四电感L4的第二端相连后与集成高压驱动系统50的负端-连接。

具体地，如图1所示，电磁干扰抑制装置采用集成式方式设置于高压集成驱动系统50(包括：电机控制器MCU、车载充电机OBC和直流变换器DC)的直流母线输入端口，可以降低成本和节约空间，并且，采用二阶LC滤波的方式实现滤波，可以减小高频耦合、抑制开关管开闭瞬间引起的电压突变，应用于电动车辆时可以对整车的动力电池起到保护作用。

在本发明的实施中，第二电容C2X和第四电容C4X为X型电容，第一电容C1Y和第三电容C3Y为Y型电容。也就是说，第一至第四电容为安规电容，当安规电容器失效后，不会产生电击，不会危及人身安全，并采用X电容和Y电容组合的方式，X电容主滤波作用，常用于差模滤波，与共模电感匹配，滤除E+和E-之间的差模信号，可防对外干扰；Y电容主接地，常用于共模滤波，对称使用，接于E+与地或E-与地之间(本申请中采用Y电容接于E-与地之间)，滤除E+对地或E-对地之间的差模信号。

在本发明中，如果第一电容C1Y包括CY11和CY12和第三电容C3Y包括CY31、CY32、CY33和CY34，则各电容和电感的参数可以为：C2X＝C4X＝2.2uF；CY11＝CY31＝CY12＝CY32＝0.22uF；CY33＝CY34＝10nF；L1＝L2＝L3＝L4＝15uH。滤波电容采用了大容量与小容量配合使用，保证了电磁干扰抑制装置在150KHz-600MHz都有良好的抑制效果。

根据本发明的一个实施例，如图2所示，上述的电磁干扰抑制装置还可以包括：壳体1，壳体1内设置有容纳第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、第四电感L4和印刷电路板PCB的容纳空间。壳体1可以为聚对苯二甲酸丁二酯塑料(Polybutylene Terephthalate，PBT)壳体，可以大大降低整个电磁干扰抑制装的重量；壳体1的外表面设置有导电涂层(导电漆内含有铝、银等导电粒子)，降低了空间电磁干扰的二次耦合。由此，外壳形成了内部绝缘外部导电的特点。

根据本发明的一个实施例，第一至第四电感L1-L4可以为磁环。如图3所示，第一电感L1和第二电感L2通过对扣的方式固定连接；第三电感L3和第四电感L4通过对扣的方式固定连接。

如图4所示，第一电感L1和第二电感L2通过第一支架固定在印刷电路板PCB上，第三电感L3和第四电感L4通过第二支架固定在印刷电路板PCB上。

具体地，第一至第四电感L1-L4可以采用铁氧体DMR40材料定制的磁环，磁环采用对扣的方式，然后靠支架与印刷电路板PCB连接到一起，固定支架采用过硬配合，保证了对口磁环的间隙，产品的电感量一致性得到了保证，同时使磁环对150KHz-500MHz的共模干扰都有良好的抑制作用。

根据本发明的一个实施例，如图3所示，上述的电磁干扰抑制装置还可以包括：连接第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、第四电感L4、第一电容C1Y(CY11、CY12)、第二电容C2X、第三电容C3Y(CY31-CY34)和第四电容C4X的铜排2，铜排2通过第三支架固定在印刷电路板PCB上。铜排2通过簧片(即接触性探针)与印刷电路板PCB连接。

具体地，考虑到工艺的简单化，铜排2与印刷电路板PCB之间采用了簧片连接的方式，簧片焊接在印刷电路板PCB的一端，然后在整机安装时通过接地方式使铜排2与簧片良好的接触。图4中所示的A点即为接地点。

经相关试验，应用本发明上述的电磁干扰抑制装置的集成高压驱动产品，可以满足CISPR25等级3的要求，高频段已经能满足等级5的要求，大大降低了车内敏感设备受干扰的风险，测试结果可参照图5和图6。图5是根据本发明一个实施例的电磁干扰抑制装置的传导测试曲线图，图6是根据本发明一个实施例的电磁干扰抑制装置的辐射发射测试曲线图。其中，横轴代表频率、纵轴代表噪声等级，图中曲线由上至下依次为：准峰值、准均值、峰值检波、平均值检波。

由图5和图6的测试结果可知，本发明的电磁干扰抑制装置可以使应用其的产品满足电磁兼容性要求。

综上所述，根据本发明的电磁干扰抑制装置，采用集成方式设置在电机控制器、车载充电机和直流变换器的直流母线输入端口，并采用二阶LC滤波的方式实现滤波，不仅可以降低成本和节约空间，还可以减小高频耦合、抑制开关管开闭瞬间引起的电压突变，应用于电动车辆时可以对整车的动力电池起到保护作用，且壳体采用聚对苯二甲酸丁二酯塑料壳体，可以大大降低整个电磁干扰抑制装的重量，并在壳体的外表面设置有导电涂层，降低了空间电磁干扰的二次耦合。

本发明还提出一种集成高压驱动系统，包括：电机控制器、车载充电机、直流变换器和本发明上述实施例所述的电磁干扰抑制装置，所述电磁干扰抑制装置设置在所述电机控制器、所述车载充电机、直流变换器的直流母线输入端口。

根据本发明实施例的集成高压驱动系统，将电磁干扰抑制装置设置在机控制器、车载充电机、直流变换器的直流母线输入端口，不仅可以降低成本和节约空间，还可以减小高频耦合、抑制开关管开闭瞬间引起的电压突变，应用于电动车辆时可以对整车的动力电池起到保护作用。

此外，本发明还提出一种车辆，其包括上述的电磁干扰抑制装置。

本发明实施例的车辆，将上述的电磁干扰抑制装置采用集成方式设置在电机控制器、车载充电机和直流变换器的直流母线输入端口，不仅可以降低成本和节约空间，还可以减小高频耦合、抑制开关管开闭瞬间引起的电压突变，应用于电动车辆时可以对整车的动力电池起到保护作用。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。