Ի՞նչ է էլեկտրամագնիսական համատեղելիությունը:

Տասնհինգ տարի այս բիզնեսում, և EMC-ն դեռևս տարին առնվազն երկու անգամ կծում է հետույքս:

Անցյալ գարնանը ինձ կանչեցին առաքման ֆուրգոններ արտադրող ընկերության նախագծի համար: Նրանց BMS-ը շարունակում էր գցել բջջային գերլարման անսարքությունները: Ոչ իրական գերլարում - բջիջները լավ էին: Մոնիտորինգի ԻԿ-ն աղբ էր կարդում. Նրանք երեք ամիս հետապնդում էին դրան։ Երկու անգամ փոխարինեց AFE չիպերը: Վերափոխեց զգայական զրահը: Ոչինչ չստացվեց:

Ինձնից երկու օր պահանջվեց այն գտնելու համար: Նրանց շարժիչի կարգավորիչը նստած էր մարտկոցի տուփից տասնութ դյույմ հեռավորության վրա: Նրանց միջև վահան չկա: Կարգավորիչը միանում էր 8 կՀց հաճախականությամբ, և յուրաքանչյուր ծայրը միացված էր ուղիղ բջջային լարման գծերի մեջ: Լարերը գործում էին ալեհավաքի պես։ Քսան միլիվոլտ առաջացած աղմուկը չափման վրա, որը պահանջում է միլիվոլտի ճշգրտություն: BMS-ը տեսավ լարման բարձրացումներ, որոնք գոյություն չունեին և անջատեցին ամեն ինչ:

Դա EMC-ն է: Էլեկտրամագնիսական համատեղելիություն. Ձեր իրերը պետք է աշխատեն այլ իրերի շուրջ՝ առանց որևէ մեկը մյուսին պտտելու:

EMC-ը բաժանվում է երկու մասի, և դուք պետք է գործ ունենաք երկուսի հետ:

Արտանետումները նշանակում են ձեր սարքի արձակած աղմուկը: Յուրաքանչյուր անջատիչ միացում ճառագայթում է: Փոփոխվող հոսանք ունեցող յուրաքանչյուր մետաղալար ստեղծում է մագնիսական դաշտ: DC-DC փոխարկիչը, որն աշխատում է 200 կՀց հաճախականությամբ, ռադիոհաղորդիչ էներգիա է ցողում ամբողջ տարածքում: Եթե այդ էներգիան բավականաչափ ուժեղ է, այն խցանում է ռադիոն խցիկում կամ փչացնում է CAN ավտոբուսի հաղորդագրությունները կամ ստիպում է ABS կարգավորիչին մտածել, որ անիվները փակվում են:

Զգայունությունը մյուս կողմն է: Որքան կարող է ձեր սարքը խաբել, մինչև այն չաշխատի ճիշտ: BMS-ը պետք է ճշգրիտ կարդա բջիջների լարումները, երբ նստած է ինվերտորի կողքին, որը հարվածում է DC ավտոբուսին 400 ամպեր 10 կՀց հաճախականությամբ: Զգացող սխեմաները պետք է անտեսեն այդ ամենը և դեռ չափեն բջջի իրական լարումը:

Իմ հանդիպած ինժեներներից շատերը մտածում են արտանետումների մասին, քանի որ հենց դրա վրա են կենտրոնանում կարգավորիչ թեստերը: Նրանք մոռանում են զգայունությունը այնքան ժամանակ, քանի դեռ արտադրանքը ձախողվում է դաշտում: Հետո բոլորը խուճապի են մատնվում։

Հին կապարի-թթվային մարտկոցները պարզապես նստած էին այնտեղ: Դուք պտտեցիք դրանք և միացրեցիք երկու մալուխ: Միգուցե դուք շանտ եք ունեցել ընթացիկ չափման համար: Դա այն էր:

Լիթիումի փաթեթներն ամենուր ունեն էլեկտրոնիկա: BMS-ը վերահսկում է յուրաքանչյուր բջիջ: Այն խոսում է փաթեթի շուրջ ցրված ջերմաստիճանի տվիչների հետ: Այն փոխադրամիջոցի հետ հաղորդակցվում է CAN-ի կամ այլ ավտոբուսի միջոցով: Այն վերահսկում է կոնտակտորները: Այն հաշվարկում է լիցքավորման և առողջության վիճակը՝ օգտագործելով ճշգրիտ չափումներից կախված ալգորիթմներ:

Ճշգրիտը հիմնական բառն է: Բջջի լարման չափումը, որը շեղվում է 50 միլիվոլտով, դուրս է մղում ձեր SOC-ի հաշվարկը: Դա արեք հարյուր բջիջներում, և ձեր միջակայքի գնահատումն անօգուտ է: Անցեք այն 100 միլիվոլտով, և դուք կարող եք գերլարել բջիջը կամ բաց թողնել թերլարման վիճակը:

Զգացող լարերը թույլ կետն են: Նրանք վազում են յուրաքանչյուր բջջային հպումից մինչև BMS տախտակ: Մեծ փաթեթում դա նշանակում է, որ լարերը անցնում են երկու մետր կամ ավելի էլեկտրամագնիսական աղմուկով լի միջավայրով: Յուրաքանչյուր մետաղալար ընդունում է միջամտությունը: Որքան երկար է մետաղալարը, այնքան ավելի վատ է խնդիրը:

Ես աշխատում էի ավտոբուսի մարտկոցի փաթեթի վրա, որտեղ զգայական զրահը վազում էր հենց հիմնական DC ավտոբուսի ձողերի կողքին: Ձողերը արագացման ժամանակ կրում էին 300 ամպեր: Այդ հոսանքի մագնիսական դաշտը միլիվոլտ-մակարդակի ազդանշաններ է առաջացնում զգայական լարերում: BMS-ը կարծում էր, որ բջիջները ցատկում են վեր ու վար: Այն անցել է պաշտպանական ռեժիմի և խլել ավտոբուսը մայրուղու վրա։

Electromagnetic Compatibility

Խափանման ռեժիմները տգեղ են:

Կեղծ գերլարման գործուղումները սովորական են: Աղմուկը ավելացնում է բջջի իրական լարումը, և BMS-ը կարծում է, որ բջիջը 4,3 Վ-ում է, երբ այն իրականում 4,1 Վ-ում է: Պաշտպանությունը միանում է, և համակարգը անջատվում է: Օպերատորը տեսնում է սխալի կոդ, որն անիմաստ է, քանի որ բջիջները լավ են:

Կեղծ թերլարումը ավելի վատ է: BMS-ը կարծում է, որ բջիջը ավելի ցածր է, քան իրականում կա: Այն շարունակում է լիցքաթափվել անվտանգ սահմանից դուրս: Իրական վնաս է լինում.

Հաղորդակցման սխալները տարբեր կերպ են խառնում ամեն ինչ: Մարտկոցի փաթեթը կարող է ունենալ վեց կամ ութ մոնիտորինգի տախտակներ՝-շղթայված isoSPI ավտոբուսի վրա: Այդ ավտոբուսն աշխատում է մի քանի մեգահերց արագությամբ: EMI-ն փչացնում է փաթեթը և հանկարծ հիմնական կարգավորիչը վատ տվյալներ ունի տասնվեց բջիջների համար: Արդյո՞ք այն փակվում է: Արդյո՞ք այն օգտագործում է վերջին լավ ընթերցումը: Արդյո՞ք դա ինտերպոլացիա է անում: Յուրաքանչյուր տարբերակ ունի խնդիրներ:

Ջերմաստիճանի չափումը նույնպես կոռումպացված է: NTC թերմիստորներն արտադրում են փոքր ազդանշաններ: Մի քանի միլիվոլտ աղմուկը կարծես քսան աստիճանի ջերմաստիճանի ճոճանակ լինի: BMS-ը կարող է միացնել սառեցումը, որն անհրաժեշտ չէ կամ բաց թողնի ջերմային փախուստը, որը մեկնարկում է:

Կանոնակարգային ստանդարտներ կան, բայց դրանք համընկնող պահանջների խառնաշփոթ են:

FCC Մաս 15-ը ներառում է արտանետումները Հյուսիսային Ամերիկայում: Այն սահմանում է, թե որքան ՌԴ էներգիա կարող է ձեր արտադրանքը ցողել օդ: Սահմանափակումները կախված են նրանից, թե դուք վաճառում եք սպառողներին, թե արդյունաբերական օգտագործողներին: Արդյունաբերականն ավելի թուլանում է:

Տրանսպորտային միջոցների համար դուք նաև գործ ունեք CISPR 25-ի և CISPR 12-ի հետ: Սրանք միջազգային չափանիշներ են, որոնք շատ երկրներ ընդունում են աննշան փոփոխություններով: Դրանք սահմանում են մեքենաների և տրանսպորտային միջոցների բաղադրիչներից իրականացվող և ճառագայթվող արտանետումների փորձարկման մեթոդներն ու սահմանները:

Եվրոպական CE նշանը պահանջում է համապատասխանություն EMC հրահանգին: Դա սովորաբար նշանակում է համապատասխանել EN 55032 արտանետումների համար և EN 55035 անձեռնմխելիության համար: Ավտոմոբիլային ապրանքների համար դուք նշում եք EN 50498-ը:

Այնուհետև յուրաքանչյուր ավտոմեքենայի OEM-ն ունի իր յուրահատկությունները, որոնք դրված են վերևում: Ֆորդն իր բանն ունի: GM-ն ունի մեկ այլ. VW-ն մի ամբողջ գիրք ունի։ Սրանք սովորաբար ավելի խիստ են, քան կարգավորող նվազագույնները և ներառում են անձեռնմխելիության թեստեր, որոնց կանոնակարգերը գրեթե չեն շոշափում:

Այս ամբողջ փորձարկումն անցնելը ծախսում է գումար և ժամանակ: Ավտոմոբիլային BMS-ի ամբողջական EMC որակավորումը կազմում է $30,000-ից $50,000 և տեւում է երեքից չորս շաբաթ կամերային ժամանակ: Եթե դուք ձախողվում եք, վերադառնում եք և շտկում բաները և նորից փորձարկում: Ես տեսել եմ, որ ծրագրերը այրվել են վեց ամիս և $200,000 EMC թեստավորման վրա, նախքան նրանք ստանալը:

Electromagnetic Compatibility

Պաշտպանությունը բութ գործիք է: Մետաղական տուփ դրեք զգայուն իրերի շուրջ, և միջամտության մեծ մասը չի կարող ներս մտնել: Այնուամենայնիվ, տուփը պետք է շարունակական լինի: Կարերի արտահոսք. Միակցիչների արտահոսքի անցքեր: Օդափոխման անցքերը հիմնականում ՌԴ էներգիայի պատուհաններ են:

Իրական պաշտպանությունը նշանակում է հաղորդիչ միջադիրներ յուրաքանչյուր կարի վրա: Դա նշանակում է ֆիլտրացված միակցիչներ կամ հոսքային կոնդենսատորներ մետաղալարերի մուտքի յուրաքանչյուր կետում: Դա նշանակում է, որ ձեր մտահոգության ամենաբարձր հաճախականությամբ ալիքի երկարության մեկ տասներորդից ավելի երկարություն չկա: Այդ վերջինը մարդկանց վեր է հանում: Եթե ձեզ հետաքրքրում է 1 ԳՀց ինտերֆեյսի վրա, ձեր սլոթերը պետք է լինեն 30 միլիմետրից պակաս: Հաջողություն դրանով սառեցնող օդ ստանալու համար:

Զտիչ բռնակներ անցկացված միջամտություն: Դուք տեղադրում եք ինդուկտորներ և կոնդենսատորներ ճիշտ տեղերում, որպեսզի արգելափակեք բարձր հաճախականության աղմուկը՝ փոխանցելով ձեր իրականում ցանկալի ազդանշանները կամ հզորությունը: Դիֆերենցիալ ռեժիմի ֆիլտրը կարգավորում է աղմուկը, որը անցնում է մի մետաղալարով և հետ է տանում մյուսը: Ընդհանուր ռեժիմի խեղդուկը կարգավորում է աղմուկը, որն անցնում է նույն ուղղությամբ երկու լարերի վրա:

Ֆիլտրի ձևավորումը բարդ է: Աղբյուրի և բեռնվածքի դիմադրությունը կարևոր է: Զտիչը, որը հիանալի փորձարկում է նստարանին, կարող է ոչինչ չանել իրական համակարգում, քանի որ դիմադրողականությունները տարբեր են: Ես տեսել եմ, որ ինժեներները հպարտորեն ինձ ցույց են տալիս իրենց ֆիլտրի սխեմաները, իսկ հետո զարմանում, թե ինչու աղմուկի չափումները չեն փոխվել: Նրանք նախագծել են 50 օհմ համակարգի համար և միացրել են այն մի բանի մեջ, որը նման է 5 ohms հաճախականություններին, որոնց մասին նրանք հետաքրքրում են:

Հիմնավորման ռազմավարությունն այն է, որտեղ ապրում է իրական վուդուն: Մարտկոցի փաթեթն ունի բարձր լարման և ցածր լարման բաժիններ: HV կողմը ներառում է բջիջները և հիմնական կոնտակտորները և նախնական լիցքավորման միացումը: LV կողմն ունի BMS և CAN միջերես և երբեմն մեկուսացված DC-DC փոխարկիչներ: Այս երկու վերգետնյա համակարգերը պետք է միանան ուղիղ մեկ կետում: Ավելի շատ կապեր ստեղծում են օղակներ: Օղակները ընդունում են միջամտությունը:

Ճիշտ եզակի կետ գտնելը արվեստ է: Դա կախված է նրանից, թե որտեղ է հոսում հոսանքը և որտեղ են կատարվում զգայուն չափումները և որտեղ են ապրում աղմուկի աղբյուրները: Յուրաքանչյուր դասավորություն տարբեր է: Կցանկանայի, որ կարողանայի ձեզ բանաձեւ տալ, բայց չկա:

BMS-ի ներսում PCB-ի դասավորությունը դարձնում կամ խախտում է EMC-ի աշխատանքը:

Հեռու պահեք բարձր արագությամբ թվային իրերը անալոգային չափման սխեմաներից: Պրոցեսորը և CAN հաղորդիչը և ցանկացած անջատիչ կարգավորիչները աղմուկ են ցողում: Բջջի լարման մուտքերը և ջերմաստիճանի չափման սխեմաները զգայուն են: Ֆիզիկական հեռավորությունը օգնում է. Հատվածների միջև վերգետնյա հարթության ընդմիջումները ավելի շատ են օգնում:

Դիֆերենցիալ զույգերը միասին ուղղեք և կարճ պահեք: Բջջային ծորակներից զգայական գծերը պետք է մուտք գործեն տախտակ, որքան հնարավոր է մոտ AFE չիպին: Ավելի երկար հետքերը ավելի շատ միջամտություն են առաջացնում:

Դիտեք ձեր վերադարձի ուղիները: Ընթացքը պետք է անցնի օղակով: Ազդանշանը դուրս է գալիս մի հետքի վրա և վերադառնում մյուսի վրա: Եթե վերադարձի ուղին ակնհայտ չէ, հոսանքը գտնում է իր ճանապարհը, և այդ ճանապարհը կարող է լինել մի մեծ օղակ, որը ճառագայթում է ալեհավաքի պես:

Լցնել պղինձ: Գրունտային մեծ ինքնաթիռները նվազեցնում են դիմադրողականությունը և վերադարձի հոսանքներին տալիս են ցածր ինդուկտիվության ուղի: Կարի միջանցքները կապում են հարթությունները և նվազեցնում ռեզոնանսները:

Մի քանի տարի առաջ ես խորհրդակցեցի մի ստարտափի համար, որը պատրաստում էր բեռնատարների համար մարտկոցներ: Նրանց BMS-ը հիանալի էր աշխատում պահեստայինների նստարանին: Բեռնատարում այն խելագարվեց։ Լարման ցուցանիշները ցատկեցին շուրջը: SOC-ի հաշվարկը թափառում էր ամենուր.

Պատառաքաղիչը ուներ մեծ DC շարժիչ՝ chopper շարժիչով: Ամեն անգամ, երբ ջոփերը միացնում էր հիմնական մալուխների հոսանքը մի քանի միկրովայրկյանում մի քանի հարյուր ամպերով փոխվում: Այդ dI/dt-ից մագնիսական դաշտը զուգակցվել է ամեն ինչի մեջ:

Նրանց ամրագրման փորձն էր ֆերիտի հատիկներ ավելացնել զգայական գծերի վրա: ոչինչ չի արել։ Միջամտությունը մագնիսական կերպով զուգակցվում էր զգայական լարերի կողմից ձևավորված օղակների մեջ: Ֆերիտների բլոկ անցկացրած աղմուկը, այլ ոչ թե մագնիսական դաշտի միացումը:

Մենք ի վերջո անցկացրեցինք զգայական զրահը ճկուն խողովակի միջով և այն հեռացրեցինք հիմնական մալուխներից: Այնուհետև մենք ավելացրինք ոլորված զույգ յուրաքանչյուր բջիջի թակոցից միայնակ լարերի փոխարեն: Ոլորումը նվազեցնում է օղակի տարածքը, որի մեջ կարող է միանալ մագնիսական դաշտը: Վերջապես մենք դանդաղեցրինք նմուշառումը AFE չիպի վրա, որպեսզի այն ինտեգրվի միջամտության ավելի շատ ցիկլերի ընթացքում: Աղմուկը միջինացված էր:

Ընդհանուր վերանորոգման արժեքը մոտ երեք դոլար է մեկ տուփի համար լրացուցիչ մետաղալարով և խողովակով: Ոչինչ չէր արժենա, եթե նրանք մտածեին այդ մասին սկզբնական դիզայնի ժամանակ:

Electromagnetic Compatibility

Եթե դուք գնում եք մարտկոցների փաթեթներ կամ BMS տախտակներ, նախքան գնելը, հարցրեք EMC-ի մասին:

Ի՞նչ չափանիշներով են նրանք փորձարկել: Հարցրեք իրական փորձարկման հաշվետվությունները ոչ միայն վկայական: Հաշվետվությունները ցույց են տալիս թեստի կարգավորումը և սահմանաչափը: Հազիվ անցած արտադրանքը մեկ դիզայնի փոփոխություն է հեռու ձախողումից:

Ի՞նչ էլեկտրամագնիսական միջավայր են նրանք նախագծել: Գոլֆի սայլի համար նախատեսված BMS-ը չի կարող գոյատևել երեք քարշային ինվերտորներով տարանցիկ ավտոբուսում:

Նրանք փորձարկե՞լ են ամբողջական փաթեթը, թե՞ պարզապես տախտակը: Բնակարանն ու լարերը և միակցիչները փոխում են EMC վարքագիծը: Մերկ տախտակի փորձարկումը գրեթե ոչինչ չի ասում պատրաստի արտադրանքի մասին:

Ինչպիսի՞ զտիչ և պաշտպանիչ է ներկառուցված: Եթե պատասխանն է՝ «մենք ապավինում ենք համակարգի ինտեգրատորին դա կարգավորելու համար», դուք խնդիր ունեք: Դուք այժմ պատասխանատու եք EMC-ի համապատասխանության համար, և գուցե չունեք հմտություններ կամ բյուջե դա ճիշտ անելու համար:

Գալիս է անլար BMS: Յուրաքանչյուր բջիջի վրա զգայական լարեր գործարկելու փոխարեն դուք մի փոքր անլար մոդուլ եք դնում յուրաքանչյուր բջիջների խմբում և այն փոխանցում է տվյալները հիմնական կարգավորիչին: Ավելի քիչ լարեր: Ավելի հեշտ է սպասարկել:

Բայց հիմա ձեր չափման տվյալները ռադիոազդանշանով թռչում են օդով: Այդ ազդանշանը պետք է մրցի ուժային էլեկտրոնիկայի ողջ էլեկտրամագնիսական աղմուկի հետ: Անլար կապանքները արդեն մարդաշատ են։ Ես տեսել եմ նախատիպեր, որտեղ անլար BMS-ը կորցնում է կապը կոշտ արագացման ժամանակ, քանի որ ինվերտերի աղմուկը խցանել է ստացողը:

Ավելի բարձր լարումները դժվարացնում են ամեն ինչ։ Արդյունաբերությունը շարժվում է դեպի 800V և ավելին՝ ավելի արագ լիցքավորման և փոքր մալուխների համար: Ավելի շատ լարում նշանակում է ավելի շատ անջատիչ էներգիա և ավելի շատ EMI: Նույն տեխնիկան դեռ աշխատում է, բայց դուք պետք է դրանք ավելի լավ գործադրեք:

Ինտեգրումը շարունակում է աճել: BMS-ը և բորտ լիցքավորիչը և DC-DC փոխարկիչը բոլորը խցկված են մեկ տուփի մեջ: Ավելի քիչ քաշ և արժեք, բայց գործառույթների միջև միջամտության ավելի շատ հնարավորություններ: Անալոգային բջիջների զգայարանը պետք է գոյատևի նույն խցիկում, ինչ 10 կՎտ հզորությամբ միացնող լիցքավորիչը:

EMC-ն չի հեռանում. Ամեն տարի այն վատանում է, քանի որ էլեկտրոնիկան դառնում է ավելի արագ և խիտ, և մենք խնդրում ենք նրանց աշխատել ավելի դաժան միջավայրում: Մարտկոցի փաթեթը էլեկտրական մեքենայի սիրտն է, և այն ճշգրիտ և հուսալի պահելը, չնայած դրա շուրջ էլեկտրամագնիսական փոթորկին, այն է, ինչի մասին է EMC աշխատանքը: