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汽车中的电磁兼容
作者:  日期:2017-02-06  浏览次数:1638次  来源:
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      汽车是一个复杂的系统,电磁兼容需要将其作为一个整体来进行分析,但是,过于复杂的模型往往又超出人们的解决能力,因此汽车的电磁兼容分析大多是针对特定的具体问题采取一些简化的方法。
      1、整车分析
      汽车EMC的整车分析主要是研究车内电磁辐射的发射及耦合。由于车体是金属材料,对电磁场的分布有很大影响,车体的形状、尺寸对干扰的影响需要通过电磁场计算来分析判断,它的计算量很大,在这种情况下,辐射源信号一般以电路分析的结果作为已知量,或把源和场通过一种松散的耦合方式联系起来。场计算的方法包括限元法、矩量法、时域有限差分法以及有限差分和有限体元混合法等,导线中场源的计算一般使用传输线法。各种场计算方法各有特点,有限元法易于处理多种介质、复杂结构的问题,但开域的外部边界条件不易确定;矩量法易于构件车体模型,但不易处理多种介质问题;时域有限差分法易于处理瞬态变化的场,但模型边界的曲面轮廓只能用阶梯形状表示。
      2、串扰分析
      汽车中的各种连线很多,且往往绑扎在一起,因此其相互之间的串扰是重点关注的问题。对于频率较低的干扰信号,考虑其电场和或磁场耦合,可用集总参数模型进行分析;但当干扰信号频率高达上百兆赫时,则必须考虑信号的传输延迟带来的影响,因此,传输线法和多导体传输线法成为分析串扰的主要方法。同时,试验测量也是必不可少的工具。
      在分析汽车中导线间的串扰时,一个很重要的问题需要考虑,就是导线布置中的不确定性,即导线束距离车体的实际距离在每辆车中都不完全一样,同一辆车内不同部位的距离也不一样,导线束中的任意两根导线之间的距离也无法完全确定,因此对其串扰的分析需要考虑导线布置的随机性,用概率的方法计算其可能的干扰及出现几率。
      3、接地问题
      汽车中出于成本方面的考虑,电源一般采用单线系统,即从电源正端到用电设备的正端用一根导线连接,从设备的负端返回电源负端的通路不用导线连接,而是将电源和设备的负端均接地,返回电流通过地系统流通,这里的地包括车体、发动机壳及接地线。由于不同设备、回路使用共同的地系统,不同信号之间相互干扰的机会增大;由于地不是一个完整的平面,而是由多个导体拼接而成,内部电流的流通会受到一定的限制,使得返回电流的路径难以预测,从而增加了干扰分析的难度。
      除了上面列出的问题,汽车EMC研究也包括车用电子系统中的具体问题研究,如供电系统、电压变换、蓄电池特性、电机驱动、模拟电路干扰、数控系统等,这些问题一般可采用通常的EMC分析和处理方法。
      目前的EMC研究还不能完全提供工程有效的解决汽车EMC问题的方法,还有待于进一步发展。在整车系统分析上,逼近现实的建模和巨大的计算量之间的矛盾是要解决的关键问题,需要模型精确性和算法效率;车内串扰及接地问题需要从机理及算法上进一步完善;专家系统有待于在实际应用中不断完善;伴随着汽车技术发展出现的新问题也需要不断发现和解决。
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