汽車是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng),
電磁兼容需要將其作為一個(gè)整體來進(jìn)行分析,但是,過于復(fù)雜的模型往往又超出人們的解決能力,因此汽車的電磁兼容分析大多是針對(duì)特定的具體問題采取一些簡(jiǎn)化的方法。
1、整車分析
汽車EMC的整車分析主要是研究車內(nèi)電磁輻射的發(fā)射及耦合。由于車體是金屬材料,對(duì)電磁場(chǎng)的分布有很大影響,車體的形狀、尺寸對(duì)干擾的影響需要通過電磁場(chǎng)計(jì)算來分析判斷,它的計(jì)算量很大,在這種情況下,輻射源信號(hào)一般以電路分析的結(jié)果作為已知量,或把源和場(chǎng)通過一種松散的耦合方式聯(lián)系起來。場(chǎng)計(jì)算的方法包括限元法、矩量法、時(shí)域有限差分法以及有限差分和有限體元混合法等,導(dǎo)線中場(chǎng)源的計(jì)算一般使用傳輸線法。各種場(chǎng)計(jì)算方法各有特點(diǎn),有限元法易于處理多種介質(zhì)、復(fù)雜結(jié)構(gòu)的問題,但開域的外部邊界條件不易確定;矩量法易于構(gòu)件車體模型,但不易處理多種介質(zhì)問題;時(shí)域有限差分法易于處理瞬態(tài)變化的場(chǎng),但模型邊界的曲面輪廓只能用階梯形狀表示。
2、串?dāng)_分析
汽車中的各種連線很多,且往往綁扎在一起,因此其相互之間的串?dāng)_是重點(diǎn)關(guān)注的問題。對(duì)于頻率較低的干擾信號(hào),考慮其電場(chǎng)和或磁場(chǎng)耦合,可用集總參數(shù)模型進(jìn)行分析;但當(dāng)干擾信號(hào)頻率高達(dá)上百兆赫時(shí),則必須考慮信號(hào)的傳輸延遲帶來的影響,因此,傳輸線法和多導(dǎo)體傳輸線法成為分析串?dāng)_的主要方法。同時(shí),試驗(yàn)測(cè)量也是必不可少的工具。
在分析汽車中導(dǎo)線間的串?dāng)_時(shí),一個(gè)很重要的問題需要考慮,就是導(dǎo)線布置中的不確定性,即導(dǎo)線束距離車體的實(shí)際距離在每輛車中都不完全一樣,同一輛車內(nèi)不同部位的距離也不一樣,導(dǎo)線束中的任意兩根導(dǎo)線之間的距離也無法完全確定,因此對(duì)其串?dāng)_的分析需要考慮導(dǎo)線布置的隨機(jī)性,用概率的方法計(jì)算其可能的干擾及出現(xiàn)幾率。
3、接地問題
汽車中出于成本方面的考慮,電源一般采用單線系統(tǒng),即從電源正端到用電設(shè)備的正端用一根導(dǎo)線連接,從設(shè)備的負(fù)端返回電源負(fù)端的通路不用導(dǎo)線連接,而是將電源和設(shè)備的負(fù)端均接地,返回電流通過地系統(tǒng)流通,這里的地包括車體、發(fā)動(dòng)機(jī)殼及接地線。由于不同設(shè)備、回路使用共同的地系統(tǒng),不同信號(hào)之間相互干擾的機(jī)會(huì)增大;由于地不是一個(gè)完整的平面,而是由多個(gè)導(dǎo)體拼接而成,內(nèi)部電流的流通會(huì)受到一定的限制,使得返回電流的路徑難以預(yù)測(cè),從而增加了干擾分析的難度。
除了上面列出的問題,汽車EMC研究也包括車用電子系統(tǒng)中的具體問題研究,如供電系統(tǒng)、電壓變換、蓄電池特性、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、模擬電路干擾、數(shù)控系統(tǒng)等,這些問題一般可采用通常的EMC分析和處理方法。
目前的EMC研究還不能完全提供工程有效的解決汽車EMC問題的方法,還有待于進(jìn)一步發(fā)展。在整車系統(tǒng)分析上,逼近現(xiàn)實(shí)的建模和巨大的計(jì)算量之間的矛盾是要解決的關(guān)鍵問題,需要模型精確性和算法效率;車內(nèi)串?dāng)_及接地問題需要從機(jī)理及算法上進(jìn)一步完善;專家系統(tǒng)有待于在實(shí)際應(yīng)用中不斷完善;伴隨著汽車技術(shù)發(fā)展出現(xiàn)的新問題也需要不斷發(fā)現(xiàn)和解決。
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