基于多端口网络理论的整车级EMC预测方法及应用技术研究

发布时间：2020-08-26 16:26

【摘要】：汽车技术的进步在提升汽车性能的同时,使得汽车上电子器件的种类和数量大大增加,导致车内外电磁环境恶化、EMC问题日益严重。整车级EMC预测技术可以在汽车开发早期帮助对EMC进行考虑和评价,使隐藏的EMC问题提前发现,以降低后期出现EMC问题的风险。为解决整车级EMC预测的困难,本文提出了一种基于多端口网络理论的整车级EMC预测方法,通过台架实验验证了该方法的有效性,通过对整车低频辐射发射预测及整改验证了该方法的实用性,并对应用该方法时潜在的关键技术进行了研究。本文首先分析了整车级EMC问题特点,提出了一种基于多端口网络理论的整车级EMC预测方法。该方法用多端口网络表征电大结构的传输路径,将电小结构的零部件作为多端口网络的端口,结合整车网络特性和零部件端口特性实现整车级EMC的预测。本文方法实现了耦合途径的建模与干扰源/敏感设备特性的分离,以及多个干扰源/敏感设备并存情况下建模。针对复杂系统EMC预测的问题,本文将复杂系统分解为多个弱相关的子系统,实现根据各个子系统的EMC对复杂系统EMC进行预测。随后,通过模拟整车辐射发射的台架实验验证了本文提出的预测方法的有效性。接着,将本文提出的整车级EMC预测方法应用于国内某款电动汽车低频辐射发射的预测和整改。针对该电动汽车低频辐射发射的特点建立了预测模型,结合整车网络特性、零部件端口特性和天线系数对整车低频辐射发射进行预测。其中,整车网络特性通过软件仿真并参数转换得到,零部件端口特性通过实车测量得到,天线系数通过天线标定得到。预测结果在误差范围内与实测结果吻合,此外,还利用该预测方法排查出存在最大EMC问题的零部件并帮助制定了高效的整改方案,验证了该预测方法在整车级EMC问题上的准确性和实用性。最后,详细探讨了本文预测方法在实际工程问题中的关键应用技术。讨论了该方法在整车开发流程的各个阶段对整车EMC设计的指导价值;阐述了在样车尚未开发完成时,EMC问题涉及到的零部件的外特性如何通过台架实验获取;研究了共模/差模干扰回路特征,给出了同时考虑共模/差模干扰回路时的建模方法。这些关键应用技术有助于提高该预测方法的适用范围。
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U463.6
【图文】：

前处理,有限元网格,驾驶舱,电磁能量

非金属的介质不保留。于该原则，本文模型作了如下 CAE 前处理：发动机舱模型保留程度高。这是因为电驱动系统作为干扰源布置在在狭小的舱内空间布置了大量辐射电磁能量的线束，导致舱内电磁此舱内金属会对电磁传播路径造成显著影响；驾驶舱内作较大幅度的简化。只保留了车门外板、车顶和底盘等汽车内框、车座、中控台等都不作保留。这是因为干扰源主要在发动机舱和驾驶舱之间存在金属隔板，因此驾驶舱内的电磁能量较少。底盘以下作较大幅度的简化。只保留了高压电池模型，对传动轴、保留。这是因为汽车底盘只有一条线束，而且不是承载共模干扰电，因此底盘下的电磁能量较少。车窗玻璃省略。这是因为介质对高频电磁场的传播不会造成显著影仿真效率，对车窗玻璃、汽车内饰等非金属部件都不作保留。E 前处理完成后的有限元网格如图 3.7 所示。

测量阻抗,现场图,特性,端子

3 整车低频辐射发射预测及整改金属结构之间的阻抗特性，由于零部件上的各相端子距离很近同端子上测量出来的数据大致相同，因此本文统一用正极端子得的数据。在实车上用矢量网络分析仪测量阻抗特性，测量场景体测量方法见 4.2.1 节。、的测量结果分别如图 3.13、图 3

辐射发射,现场图,整车,天线系数

重庆大学硕士学位论文和天线系数，就可对整车低频辐射发射进行预测。3.2.1~3.2.3 节性、零部件端口特性和天线系数的获取方法及其结果，将其带测出汽车左侧低频磁场强度和后侧低频电场强度。为了验证该预本文在中国汽车技术研究中心做了标准实验作为对比，图 3.21测值与实测值的对比如图 3.22 所示。

【参考文献】