Les systèmes de gestion de batteries (BMS) jouent un rôle crucial dans les véhicules électriques, les systèmes de stockage d'énergie, les batteries industrielles et les applications liées aux énergies renouvelables. Face à la complexité croissante de l'électronique des BMS, la garantie de la compatibilité électromagnétique est devenue un aspect fondamental du développement des produits.
Les tests CEM vérifient qu'un système de gestion de batterie peut fonctionner de manière fiable sans générer d'interférences électromagnétiques excessives ni devenir sensible aux perturbations électromagnétiques externes.
Pourquoi les systèmes de gestion technique du bâtiment (GTB) nécessitent des tests de compatibilité électromagnétique (CEM)
Un système de gestion de batterie moderne offre bien plus que la simple surveillance de la batterie.
Les fonctions typiques comprennent :
* Mesure de la tension des cellules
* Surveillance de la température
* Détection de courant
* Calcul de l'état de charge (SOC)
* Équilibrage cellulaire
* Communication CAN
* Protection contre les défauts
Ces fonctions reposent sur des circuits analogiques et numériques sensibles qui peuvent être affectés par des interférences électromagnétiques.
Une défaillance du BMS peut entraîner des mesures inexactes, des problèmes de communication, des interruptions de charge ou un arrêt inattendu du système.
Normes CEM communes pour les systèmes de gestion de bâtiments
La norme CEM applicable dépend de l'application finale.
Les normes fréquemment utilisées comprennent :
* CISPR 25
* ISO 11452
* Série IEC 61000-4
* UNECE R10
Pour les véhicules électriques, la norme CISPR 25 est couramment utilisée pour les émissions conduites et rayonnées, tandis que la norme ISO 11452 évalue les performances d'immunité rayonnée.
Les systèmes de batteries industriels peuvent quant à eux suivre les normes d'immunité IEC 61000.
Test d'immunité aux rayonnements
Les tests d'immunité aux rayonnements permettent d'évaluer si un système de gestion de batterie (BMS) continue de fonctionner correctement lorsqu'il est exposé à des champs électromagnétiques RF.
Un système de test typique comprend :
* Générateur de signaux RF
* Amplificateur de puissance RF
* Antenne CEM
* Sonde de terrain
Chambre semi-anéchoïque
La génération d'un champ RF stable nécessite des amplificateurs de puissance RF fiables et des antennes CEM correctement sélectionnées.
Différentes gammes de fréquences peuvent nécessiter des antennes biconiques, log-périodiques ou à cornet pour atteindre les intensités de champ spécifiées.
Tests d'émission menés
Les modules BMS sont connectés aux systèmes de distribution d'énergie et aux réseaux de communication, ce qui fait des émissions conduites un facteur important à prendre en compte.
Les tests évaluent généralement le bruit transmis par :
* Lignes électriques CC
* Câbles de communication
* Interfaces de contrôle
A Lisn est généralement utilisé lors des mesures d'émissions conduites pour fournir une impédance normalisée et une analyse précise du bruit.
La réduction des émissions conduites nécessite souvent une meilleure conception de la disposition des circuits imprimés, du filtrage et de la mise à la terre.
Test d'émission rayonnée
Les circuits de commutation à haute vitesse, la communication CAN, les convertisseurs CC/CC et les circuits d'équilibrage peuvent tous générer des émissions électromagnétiques.
Lors des essais d'émissions rayonnées, les ingénieurs évaluent si les émissions restent inférieures aux limites réglementaires.
Un blindage adéquat du boîtier, une gestion appropriée des câbles et une disposition appropriée du circuit imprimé sont essentiels pour contrôler le rayonnement RF.
Défis typiques de la CEM dans la conception des systèmes de gestion technique du bâtiment (GTB)
Les problèmes courants de CEM incluent :
* Bruit du convertisseur à découpage
* Interférences du bus CAN
* Transitoires d'équilibrage de la batterie
* Mauvaise mise à la terre du circuit imprimé
Câblage long du capteur
* Rayonnement de boucle à courant élevé
Ces problèmes peuvent ne pas apparaître lors des tests fonctionnels normaux, mais devenir évidents lors des évaluations EMC standardisées.
L'optimisation précoce de la conception contribue à réduire les risques de certification ultérieurs.
Importance des tests de pré-conformité
De nombreux fabricants de systèmes de gestion de bâtiments (BMS) effectuent des tests internes de pré-conformité CEM avant de soumettre leurs produits à la certification.
Les avantages comprennent:
* Dépannage plus rapide
* Coûts de refonte réduits
* Amélioration du taux de réussite au premier passage
* Délai de certification réduit
Les entreprises qui mettent en place des capacités EMC internes implémentent souvent des solutions complètes Solutions d'installation de laboratoire EMC pour soutenir les tests de développement, la vérification de la conception et la validation de la production.
La conception CEM est un défi au niveau du système
La réussite des performances CEM dépend de l'interaction entre la disposition du circuit imprimé, la stratégie de mise à la terre, la conception du boîtier, le routage des câbles, le filtrage et l'architecture du système.
L'optimisation de ces facteurs lors de la phase de conception permet aux systèmes de gestion de batteries d'atteindre une fiabilité accrue tout en répondant aux exigences de conformité CEM de plus en plus strictes pour les véhicules électriques et les applications de stockage d'énergie.
