隨著汽車配備的電子系統(tǒng)越來越多，對EMC的要求也隨之增加。對于電動汽車而言(xEV)，由于電機逆變器額外增加了電力電子設備，其對EMC的要求更甚。TDK集團的新型濾波器解決方案的面市，為解決相關EMC問題提供外形雅致，重量輕便的解決方案。

　　無論是混合動力還是純電動汽車，這些車型(xEV)裝載了各種電子設備。而裝載在電動車上的電子設備，無論是在質量還是技術的要求方面都遠超應用于內燃機車輛的電子設備。為了滿足安全性、舒適度和通信要求，電動車上的電子系統(tǒng)的復雜度不斷增加，除此之外，電動驅動系統(tǒng)（包括高壓電池、逆變器和至少一個電機）同樣需要使用電子系統(tǒng)。

　　因此，開發(fā)這種車輛時首先要確保單個系統(tǒng)能夠完美安裝在狹小空間中，并且不會引起彼此干擾，也不會干擾影響車外系統(tǒng)。這些EMC要求必須嚴格符合CISPR 25或EU Directive ECE-R10等國際標準。

　　屏蔽電纜引起的EMC問題

　　為有效控制電機所需的功率和速度，逆變器采用的是脈寬調制（PWM）的工作模式。而脈沖上升沿或下降沿會在逆變器的輸入和輸出側引起顯著的EMC問題，如引發(fā)輻射發(fā)射和傳導發(fā)射等問題。為了盡可能降低這些EMC問題產(chǎn)生的影響，絕大多數(shù)設計采用對整個系統(tǒng)進行完全電磁密封或屏蔽的理念進行開發(fā)。

　　為了節(jié)省空間并改善重量分布，各種驅動元件被分開安裝在整個車內。比如電池通常放于車尾，逆變器則放置在車頭。電機安裝在輪軸上，對于輪轂電機則直接安裝在車輪上。因此，將逆變器連接至電池，需要一根長的屏蔽電纜。然而，這樣帶來了極大的潛在風險，主要有三方面原因：1、很容易產(chǎn)生高屏蔽電流，從而引發(fā)高頻區(qū)強輻射性；2、引發(fā)大幅度的電壓尖峰，甚至可能損壞逆變器或電池；3、可能會通過耦合，從而干擾車輛的低壓系統(tǒng)。

　　屏蔽電纜、屏蔽電池和逆變器之間的電氣和機械連接還可能產(chǎn)生更多的問題。因此，該連接的阻抗必須極低，從而確保屏蔽的有效性。但是車輛內在振動和沖擊會逐漸削弱屏蔽連接，從而引起阻抗的長期遞增。此外由氧化甚至腐蝕引起的老化過程也不容忽視。圖1顯示了測量電力電子設備電磁發(fā)放射性的設置要求（符合CISPR 25）。

　　圖1：根據(jù)CISPR 25設置測量

　　系統(tǒng)（電池和逆變器之間用屏蔽電纜連接）的輻射發(fā)射和傳導發(fā)射性能如圖2所示。

　　圖2：帶有屏蔽線的發(fā)射性能

　　盡管在電池和逆變器之間使用屏蔽電纜可降低輻射發(fā)射（上），但并不降低傳導發(fā)射（下）。

　　使用新型濾波器可明顯改善EMC

　　為了滿足市場上日益嚴格的EMC要求，TDK集團專門針對電動汽車的驅動系統(tǒng)應用，開發(fā)了愛普科斯(EPCOS)P100316*系列2線式高壓直流濾波器。該系列專為600V DC高壓應用而設計，適合高壓電池提供的典型電壓，其電流能力約為150A DC或350A DC，即便驅動系統(tǒng)的額定功率超過100kW，濾波器依然能有效。該系列濾波器具有多種型號可供選擇，且所有型號的直流電阻僅為0.05m，這意味著即便在高電流情況下也不會有顯著的損耗。

　　如圖3所示，根據(jù)測試設置要求可確認該新型濾波器的卓越濾波性能。

　　圖3：使用愛普科斯(EPCOS)高壓直流濾波器后的系統(tǒng)發(fā)射特性

　　很顯然：在電池和逆變器之間使用新型愛普科斯(EPCOS)EMC濾波器，即使使用非屏蔽電纜，也能顯著降低傳導干擾。

　　可以看出，如果使用新型濾波器，即使使用非屏蔽電纜，傳導干擾也可顯著降低達70dB（或功率因數(shù)為3000），并且還能可觀地減少個別系統(tǒng)中傳統(tǒng)EMC元件的數(shù)量。

　　除了卓越的電氣性能，該濾波器具備外形緊湊，重量輕便等特性，非常適合車輛應用，因而倍受客戶青睞。產(chǎn)品的尺寸介于121mm x 52mm x 52mm和186mm x 65mm x 65mm之間，具體是型號而定。

　　該新型系列包括12種型號，不僅具有2種不同的電流能力（150A DC和350A DC），還具有不同的濾波特性。也就是說，客戶可以更有針對性的獲得解決自身EMC問題的方案，挑選適合應用要求的濾波器型號。此外，我們除了提供常規(guī)性能的型號外，還提供在長波頻譜150kHz和300kHz之間具有超強濾波性能的其他型號。

　　延長電機壽命

　　高頻屏蔽電流只代表了確保電磁兼容這一挑戰(zhàn)的一部分。比如，在逆變器的輸出端，脈沖上升沿會引起電壓尖峰，后者會隨著電纜電感值的增加而增加。一旦環(huán)境條件不利，這些電壓尖峰可能引起電弧，進而損壞電機繞組。與此同時，漏地電流也會隨之產(chǎn)生，這些電流流過電機軸承，從而引起尖峰。反過來又會損壞軸承滾珠或滾子，使其過早失效。

　　一個補救辦法是使用鐵氧體環(huán)形磁芯，使電機電纜穿過這些磁芯。這樣可顯著降低共模干擾和漏地電流，確保其不超過臨界值。在此，TDK集團也提供了多種解決方案，如具有不同幾何形狀的環(huán)形磁芯和不同材料的鐵氧體，且這些產(chǎn)品可針對特定頻率區(qū)域進行優(yōu)化，根據(jù)每個驅動系統(tǒng)量身定制。