电磁兼容竞赛简介

随着电力电子设备高频化小型化趋势的不断发展,电磁兼容成为电力电子设备性能提升的重要方向。本赛道以电源电磁特性分析与设计优化为主题,鼓励理论联系实际及工程实践,倡导学科交叉与创新,激励更多学生参与电源电磁兼容领域技术创新,共同推进产品性能和行业标准发展。

 

赛道组织机构

主办单位:中国电源学会、中国电源学会科技竞赛工作委员会
承办单位:合肥工业大学
冠名合作伙伴:深圳欣锐科技股份有限公司
联合合作伙伴:北京泰派斯特电子技术有限公司
测试合作伙伴:敏业信息科技(上海)有限公司

 

竞赛题目及要求

◆ 竞赛题目:车载充电机的高性能电磁干扰滤波器设计

随着我国新能源汽车产业的迅速进步与发展,车载充电机(On Board Charger, OBC)作为新能源汽车的关键部件之一,其主要通过电网供电实现汽车内置电池的充电和储能。然而,车载充电机工作时,其内部功率器件的开关过程会产生电磁骚扰,并通过输入线缆传导到供电电网。为满足国标GB/T9254的要求,通常会在OBC输入端加入电磁干扰(Electromagnetic Interference, EMI)滤波器进行抑制以满足国标法规限值要求。

本题目面向车载充电机应用,针对3.3kW充电功率,设计一种适配OBC产品的高效高功率密度的单相交流EMI滤波器,重点抑制OBC产品的传导骚扰。赛道鼓励采用创新、简洁与高效的设计方案,以进一步提升车载充电机电磁兼容等综合性能。

◆ 参赛设计技术要求

1.本赛道将为通过初审的参赛队仅提供一台由深圳欣锐科技股份有限公司赞助的OBC商用产品(产品照片如图1所示)。本次比赛仅进行OBC功能的AC-EMI滤波器的方案优化设计,产品拓扑图如图2所示。参赛设计必须基于所提供OBC产品开展,不限定EMI滤波器具体方案。
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图1:深圳欣锐科技股份有限公司赞助的OBC商用产品

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图2:OBC产品拓扑图

2. 在20~30℃环境温度下,OBC接入EMI滤波器后,系统可以满载稳定运行30分钟。OBC产品为水冷散热,具体散热措施由供应商提供技术支持。
3. 各参赛队伍需要自研EMI滤波器,不能采购或者改装成熟EMI滤波器产品。

◆ 具体参数指标

1. 输入单相交流电压:220VAC
2. 功率因数≥0.93@加入EMI滤波器之后系统在额定工况下测试
3. OBC额定输出:400VDC@3.3kW
4. EMI滤波器转换效率:≥94%@OBC额定输出,效率越高越好
5. 对地漏电流<10mA,漏电流越小越好
6. 不限制EMI滤波器具体长、宽、高尺寸,滤波器体积(不含接口)≤250cm3,体积越小越好
7. 提供EMI滤波器的BOM清单与成本说明。物料报价可参考云汉芯城报价(网址:https://www.ickey.cn),成本越低越好
8. 整机满足GB/T9254等级B的电磁兼容限值要求(详见附件GB/T9254中表A10与图A.1)
9.所设计EMI滤波器接在OBC样机三相四线端口前,OBC工作在充电模式(AC-DC整流模式)。竞赛仅考虑单相输入工况,即图2中K1/K2闭合,K3/K4断开,输入PFC级功率电路工作频率65kHz,其他OCB相关详细指标由本次大赛冠名商后续提供
10. 现有OBC产品(在单相AC-DC整流模式下)不带EMI滤波器情况下传导骚扰原始噪声测试结果如图3所示
AC侧总噪声-20250218.png

(a) AC侧总噪声

AC侧共模噪声-20250218.png
(b) AC侧共模噪声

AC侧差模噪声-20250218.png
(c) AC侧差模噪声

图3: OBC产品在3.3kW工作时传导骚扰原始噪声

冠名合作伙伴
联合合作伙伴
测试合作伙伴
参赛高校