电动汽车车内电磁辐射的仿真分析研究
电动汽车电磁辐射问题研究
电动汽车电磁辐射问题研究���i `Sԁ�L��Ob 2 ?駏駍•����=|����O5�I���$��u�I������u���0|���|�3}=�3�=t�ʹ�����L0��0���x٨ky”csibaskets/all-1-1.html” target=“_blank” class=“keylink”>方案及措施高压部件的控制电路、驱动电路以及功率电路集成于有限壳体内，且外部接插件已固定，短期内难以进行部件级整改，只有从分系统级层面提出整改方案。
基于3的分析，制定的分系统级整改方案可归纳为：电磁屏蔽，滤波吸收，接地优化。
4.2.1 电磁屏蔽电磁屏蔽是利用电磁波在屏蔽导体表面的反射和在导体内部的吸收以及传输过程中的损耗来降低电磁能量，抑制电磁干扰的一种措施。
实际的屏蔽机箱都有必要的穿孔、孔洞和缝隙，引起导电不连续性，产生电磁泄漏，通常用金属材料或磁性材料把所需屏蔽的区域包围起来，使屏蔽体内外的“场”相互隔离。
电磁场屏蔽必须同时屏蔽电场和磁场，空间电磁波在入射到金属体表面时会产生反射和吸收，电磁能量被大大衰减，从而起到屏蔽作用。
一般选择电阻率小的良导体材料，如：箔带、导电织物、导电涂层及镀层。
4.2.2 滤波滤波是根据信号频率特性，将信号中特定波段频率滤除的操作，是抑制和防止干扰的一项重要措施。
电动车的电源是直流电源或者50Hz的交流电源，所以使用低通滤波器。
通常在电源线输入端使用安规电容（X电容和Y电容）可以降低电磁干扰。
X电容用来抑制差摸干扰，Y电容用来抑制共摸干扰，电动车的高压电路中，既有共模电流存在，又有差模电流存在，所以一般同时使用X电容和Y电容。
图11，图12为两种安规电容，薄膜电容一般用作X 电容，瓷片电容一般用作Y电容。
动力线束上安装滤波器可吸收部分高频传导干扰，从而降低辐射骚扰水平。
安装滤波器需要破坏动力线束，电机控制器输入输出电流都较大，相应滤波器尺寸较大，无安装空间，仅在DC/DC变换器高压直流输入端和电机控制器进出线等位置，选择安装纳米晶材料、锰锌材料吸收磁环，将干扰噪声转化为热损耗，可降低共模干扰。
电动汽车内DC—DC变换器传导辐射的仿真研究
知 函数 ， 令，在 的定义域 中被展开为 的组合。如 ：
图 １ ｕｋ ｃ 变换器的拓扑结构图 Ｂ
∑
规定一个适当的内积 ｇ 那么在 Ｌ的值域 内 ＞
为了测量 Ｂ ｃ ｕｋ变换器工作过程 中的共模传 导干扰 ， Ｂ ８５ — ０ ２中规定 ［， 电源和变换 Ｇ １６５ ２０ ９在 ］
源 的概念 ，在 频域 内分 析 了 Ｂ ｃ 换器 电路 ， ｕｋ变 列 出解 析 方 程 对 传 导 电磁 干 扰 进 行 了 仿 真 。Ｙ ｕ ｏｎ
到电动汽车车载无线接收机。国家 电磁兼容标准
Ｇ ／ １３７ ２ ０ 在相应频段 内设置 了电磁 发射 Ｂ Ｔ ８８ —０ ８
收稿 日期 ：０ ｌｏ — ｌ ２ １ — ８ ３ 作者简 介 ： 颜俊平（９ ７ ， 硕 士研 究生 ， 究方 向： １ ８ 一） 男， 研 汽车电磁 兼容仿真。
线性阻抗稳定网络 （Ｉ ）在给定频率范围 ＬＳ Ｎ 内， 为骚扰 电压 的测量提供规定的负载阻抗 。 并使 被 试 设备 与 电源相 互 隔离 。最后 在 电源 和变换 器 之间插入线性阻抗稳定网络 ， 传导干扰可在 Ｒ 或 尺 上测得 ， ， 其频域结果如图 ３ 所示。 干扰电压的频
Ｓ ｍ ｕ ａ ｉ ｎ ｏ ｎ ｕ ｔ ｄ Ｅｍ ｉ ｏ ｉ ｌ ｔ ｆＣｏ ｄ ｃ ｅ ｏ ｎｉ ｎ ｏ ＤＣ／ ｆ ＤＣ ｎ ｅ ｔ ｒ ｉ ｅ ｔ ｉ ｈ ｃｅ Ｃｏ ｖ ｒ ｅ ｎ Ｅｌｃ ｒ ｃ Ｖｅ ｉｌ
Ｙａ ｕ ｐｎ ，Ｚ ａ ｕ ｕ ｎＪ ｎ ｉｇ ｈ ｏＹｏ ｑ ｎ
ａｄ ｃｒ ｎ，ｔｕ ａ ｓｓａｇｅｔｅ ｃ ｏ ａｎｔ ａｉ ｉ ，ｒｓｌｎ ｎ ｅ ｃｒｍ ｇｅｉ ｃｍ ａｉｉｔ （ ＭＣ ｒｂ ｍｓｏ ｎ ｕｒ ｔ ｈｓｃｕｅ ｒａ ｌ ｔ ｍ ｇｅｉ ｒ ａ ｏ ｅ ｅｒ ｃ ｄ ｔ ｎ ｅｕｔ ｇ ｉ ｌ ｔ ａｎｔ ｏ ｐｔ ｌｙ Ｅ ）ｐｏｌ ｉ ｅ ｏ ｃ ｂｉ ｅ ｆ
新能源汽车电动驱动系统电磁干扰抑制技术的实验与优化
新能源汽车电动驱动系统电磁干扰抑制技术的实验与优化近年来，随着环境保护意识的提升和对传统燃油车污染的认识加深，新能源汽车逐渐成为未来汽车发展的趋势。
然而，随之而来的问题是新能源汽车电动驱动系统中存在的电磁干扰，这种干扰会对系统的性能和稳定性产生不利影响。
因此，如何有效抑制新能源汽车电动驱动系统中的电磁干扰成为当前研究的热点之一。
一、背景介绍新能源汽车的快速发展使得电动驱动系统的设计和优化变得尤为重要。
电动驱动系统由电机、电控器、电池组等部分组成，其中电机是实现电能转换为机械能的核心部件。
然而，电动驱动系统的高频电流和电压信号会在系统中引起电磁干扰，影响系统的正常工作。
电磁干扰不仅会降低系统的工作效率，还会导致系统的稳定性和可靠性下降，甚至对周围的其他电子设备造成干扰。
因此，研究如何有效抑制新能源汽车电动驱动系统中的电磁干扰对于提高系统性能和减少对环境的影响具有重要意义。
二、电磁干扰的来源与特点新能源汽车电动驱动系统中的电磁干扰主要来源于以下几个方面：1. 电机部分：电机在工作过程中会产生高频电流和电压信号，这些信号会通过电机的绕组和电缆在系统中传播，引起电磁干扰。
2. 电控器部分：电控器是控制电机运行的核心部件，其内部的功率变换部分和控制逻辑电路会产生电磁辐射和传导干扰。
3. 电池组部分：电池组中的大电流放电和充电会引起电磁干扰，影响系统的稳定性和电磁兼容性。
电磁干扰的特点主要表现在以下几个方面：1. 频谱宽：电动驱动系统中的电磁干扰频率范围广泛，从几十千赫兹到数兆赫兹不等。
2. 信号强度大：电动驱动系统中的电磁干扰信号强度往往较大，对系统和周围设备的影响较为显著。
3. 传播路径复杂：电动驱动系统中的电磁干扰信号通过电缆、绕组、导线等多种传播路径传播，路径复杂多样。
针对电磁干扰的来源和特点，需要通过一系列的实验研究和优化设计，才能有效地抑制电动驱动系统中的电磁干扰，提高系统的性能和稳定性。
三、电磁干扰抑制技术研究现状目前，国内外学者围绕新能源汽车电动驱动系统中的电磁干扰问题展开了大量的研究工作，主要包括以下几个方面：1. 电磁兼容性设计：通过对系统结构、布局、接地、屏蔽等进行合理设计，减小电磁干扰的产生和传播。
新能源汽车电磁辐射分析与整改
新能源汽车电磁辐射分析与整改2柳州坤菱科技有限公司广西柳州545000摘要新能源汽车在30MHz以下频段电磁辐射测试较易出现超标情况，基于某款新能源汽车超标案例，利用电流探头法，精准定位整车主要骚扰源为MCU及旋变。
通过在系统级层面采取滤波、屏蔽、接地等整改措施，有效减小了整车电磁场辐射骚扰强度，在骚扰频段26MHz附近，整改后测试的电磁场辐射强度对比整改前衰减8dB以上，实现整车GB/T 18387标准测试的高裕量通过。
关键字新能源汽车; 电磁辐射; 电流探头法; 整改AbstractNew energy vehicles in the frequency band below 30MHz electromagnetic radiation test is prone to exceed the standard situation. Based on a new energy vehicle exceeding the standard case, using the current probe method, the vehicle's main source of disturbance is MCU and spin. By adopting measures such as filtering, shielding and grounding at the system level, the electromagnetic radiation disturbance intensity of the whole vehicle is effectively reduced. In the vicinity of the harassment band 26MHz, the electromagnetic radiation intensity of the test after rectification is more than 8dB before the rectification, and the high quantity of the standard test of the whole vehicle GB/T 18387 is achieved.Keywordsnew energy vehicle; electromagnetic radiation; current probe method; rectification0引言新能源汽车全球保有量稳步增长，作为核心零部件的高压设备容易产生电磁骚扰，严重影响整车EMC辐射发射性能。
新能源汽车功率电子电路中的EMI与EMC问题分析
新能源汽车功率电子电路中的EMI与EMC问题分析随着环保意识的不断提高和能源资源的日益紧缺，新能源汽车作为未来交通发展的重要方向，备受关注。
然而，在新能源汽车的发展过程中，功率电子电路中的电磁干扰（EMI）和电磁兼容性（EMC）问题成为制约其发展的重要因素。
本文旨在分析新能源汽车功率电子电路中的EMI与EMC问题，并探讨相关解决方案。
一、EMI问题分析EMI是指电子设备或系统中电磁能量通过电磁场的辐射或传导而对其他设备或系统产生干扰的现象。
在新能源汽车中，由于电动机、电池等高功率设备的使用，功率电子器件在工作过程中会产生频繁而强烈的电磁辐射，进而对车内及周围的电子设备系统造成干扰。
1. 导线束设计新能源汽车中，导线束是电子电路的重要组成部分，也是EMI问题的重要来源之一。
为降低EMI产生的影响，需从以下几个方面进行导线束设计：（1）导线束的屏蔽：通过选择具有屏蔽效果的导线材料，或在导线束附近设置金属屏蔽罩等，可有效地减少EMI的发生。
（2）导线的布局：合理安排导线的走向、距离及交叉方式，减少导线束之间的电磁耦合，降低EMI的干扰。
（3）导线的绝缘：选择具有良好绝缘性能的材料进行绝缘处理，避免电磁波的辐射和传导。
2. 滤波器设计滤波器是抑制EMI的重要手段之一。
在新能源汽车的功率电子电路中，需采用合适的滤波器对电流和电压进行滤波处理，降低EMI的产生。
（1）LC滤波器：通过LC滤波器对电流进行滤波，减少电流谐波的产生和传播，降低EMI的干扰。
（2）RC滤波器：通过RC滤波器对电压进行滤波，减少电压谐波的产生和传播，降低EMI的干扰。
3. 接地设计合理的接地设计对EMI的抑制至关重要。
在新能源汽车的功率电子电路中，需要注意以下几个方面的接地设计：（1）设备接地：各个电子设备的接地要分别独立地进行设计，避免共地产生的干扰。
（2）信号接地：信号引脚的接地应采用专用接地线，减少信号线上的电磁波传导。
二、EMC问题分析EMC是指电子设备或系统在电磁环境中，能以预期的性能要求继续正常工作，同时自身不对环境中的其他设备或系统产生干扰的能力。
电动汽车辐射发射试验方法及整改案例分析
0 引言
新能源电动汽车节能、“零排放”，减少环境 污染，是现阶段交通低碳化发展的重要实现途径 之一。预计未来几年，电动汽车成本将与燃油车 持平，动力电池成本下降 50%，世界各主要国家已 出台实施了多项政策措施鼓励电动汽车行业的发 展 [1-2]，我国也致力于其中 。 [3-4]
随着电动汽车迅猛发展，动力电池、电驱动 系统、DC/DC、电动助力转向油泵的 DC/AC 控制器、 电动打气泵的 DC/AC 控制器、车载充电器 OBC、加 热器 PTC 等高压大电流部件的大量使用，各种大电 流高电压的电子部件自身产生的辐射加上各部件之 间的相互耦合干扰形成了一个极其复杂的电磁环境
关键词 ：电动汽车 ；辐射发射 ；标准体系 ；试验方法 ；定位与排查 ；整改 中图分类号 ：U469.72 文献标识码 ：B 文章编号 ：1007-3175(2021)07-0055-05
Analysis of Radiation Emission Testing Method and Improvement of Electric Vehicles
(3.00±0.05)m (10.0±0.2)m 车尾
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
电动汽车中人体SAR值的FEKO仿真
电动汽车中人体SAR值的FEKO仿真
范平;赵又群;龚菲
【期刊名称】《安全与电磁兼容》
【年(卷),期】2013(000)004
【摘要】利用FEKO建立适合电磁仿真的坐姿人体模型和汽车车身模型,对电动汽车的主要电磁辐射源进行简化和仿真,得到在电机、DC/DC变换器、天线这些激励下的车内电磁环境,并对人体及主要器官进行比吸收率(SAR)的仿真计算.结果表明,在100～900 MHz时,车内人体比吸收率都满足限值,其中SAR较大的组织是皮肤与大脑,这为电动汽车中的人体电磁安全研究提供了参考依据.
【总页数】4页(P56-59)
【作者】范平;赵又群;龚菲
【作者单位】南京航空航天大学能源与动力学院;南京航空航天大学能源与动力学院;南京航空航天大学能源与动力学院
【正文语种】中文
【相关文献】
1.FEKO在汽车电磁问题仿真中的应用 [J], 肖运辉
2.电动汽车仿真软件PSAT [J], 张翔;赵韩;钱立军;张炳力
3.FEKO在汽车电磁问题仿真中的应用 [J], 肖运辉
4.纯电动汽车异步电动机驱动系统的Saber建模与仿真 [J], 刘平;刘和平;郭军
5.FEKO在航天航空天线仿真中的应用 [J], 肖运辉;李奕
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
燃油车与新能源车车辆电磁辐射对比
燃油车与新能源车车辆电磁辐射对比随着科技的进步和环保意识的崛起，新能源车辆作为一种低碳环保的交通工具正逐渐获得人们的青睐。
与燃油车相比，新能源车车辆电磁辐射的影响成为了人们关注的一个重要问题。
本文将对燃油车和新能源车车辆电磁辐射进行对比，以了解两者之间的差异。
一、燃油车的电磁辐射问题燃油车作为我们日常出行的主力交通工具，其发动机和燃料系统产生的电磁辐射是其特点之一。
然而，由于燃油车传统的机械传动方式，其电磁辐射相对较低，对于人体健康风险也较小。
燃油车的电磁辐射主要来自于其点火系统、点火电瓶和安全气囊等电子设备。
这些设备产生的电磁辐射对人体的影响主要表现在长时间暴露下会导致人体细胞变异、免疫系统下降等问题。
二、新能源车的电磁辐射问题新能源车包括电动汽车和混合动力汽车，其采用电池作为能源，电池的电磁辐射成为了新能源车的一个主要问题。
电动汽车的电池内部采用化学反应来储存和释放电能，这些化学物质的反应会产生电磁辐射。
此外，新能源车还涉及到充电设备的电磁辐射，例如充电桩、充电线等设备。
虽然目前还没有确切的研究结果证明新能源车辐射对人体健康有明确的危害，但对于长期暴露在电磁辐射环境下的人群来说，潜在的风险仍然需要引起重视。
三、减少车辆电磁辐射的方法鉴于车辆电磁辐射对人体健康的影响，我们可以通过一些措施来减少电磁辐射的危害。
1. 优化车辆设计：厂家可以通过在设计过程中考虑电磁辐射的因素来减轻车辆电磁辐射对人体的影响，比如合理布置电线电缆、优化电磁屏蔽等措施。
2. 使用低辐射材料：在车辆制造过程中，选择低辐射材料可以减少电磁辐射的产生。
例如，在车辆内部使用具备良好电磁屏蔽性能的材料。
3. 减少接触电磁辐射的时间：对于电动汽车来说，避免长时间靠近电池是一种有效的措施。
同时，合理规划充电设备的位置，避免人员长时间暴露在充电桩附近。
4. 提高人体免疫力：加强体育锻炼、保持良好的作息习惯、饮食平衡等都是提高人体免疫力的方法，可以一定程度上减少电磁辐射对人体健康的影响。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第４２卷第１期２０１９年２月电子器件ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎＤｅｖｉｃｅｓＶｏｌ ４２㊀Ｎｏ １Ｆｅｂ.２０１９项目来源:重庆市教委科研项目(ＧＺＴＧ２０１６１４)收稿日期:２０１８－０１－０８㊀㊀修改日期:２０１８－０４－１３ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＥｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃＲａｄｉａｔｉｏｎｉｎＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅ∗ＬＩＵＳｈａｏｂｏꎬＣＡＯＺｈｉｌｉａｎｇ∗(ＣｈｏｎｇＱｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＢｕｓｉｎｅｓｓＩｎｓｔｉｔｕｔｅꎬＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇａｎｄａｕｔｏｍｏｔｉｖｅꎬＣｈｏｎｇｑｉｎｇ４０１５２０ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ(ＥＭＩ)ｇｅｎｅｒａｔｅｄｂｙｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｃｕｒｒｅｎｔｏｆｔｈｅｃａｒｓｈｅｌｌꎬｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｉｎｔｅｒｆａｃｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｔｈｅｏｒｙａｎｄｔｈｅｓｋｉｎｅｆｆｅｃｔꎬａｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｏｎｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｃｕｒｒｅｎｔ(ＥＭＲ)ｓｕｒｆａｃｅｃｕｒｒｅｎｔｏｆｔｈｅｅｌｅｃｔｒｉｃｖｅｈｉｃｌｅｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｓｙｓｔｅｍ.ＳｕｂｓｅｑｕｅｎｔｌｙꎬｔｈｅｅｌｅｃｔｒｉｃｖｅｈｉｃｌｅｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｓｙｓｔｅｍｅｍｉｓｓｉｏｎｍｏｄｅｌｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｉｎｔｈｅＨＦＳＳｓｏｆｔｗａｒｅ.Ｆｉｎａｌｌｙꎬｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｃｕｒｒｅｎｔｄｅｎｓｉｔｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎａｎｄｉｔｓｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｔｈｅｒａｄｉａｔｉｏｎｆｉｅｌｄｗｅｒｅｓｉｍｕｌａｔｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄ.Ｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｔｈｅｍｏｔｏｒｒｅｓｉｓｔａｎｃｅａｎｄｔｈｅｌｅａｄｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｃａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｓｕｐｐｒｅｓｓｔｈｅｒａｄｉａｔｉｏｎｎｏｉｓｅｏｆｔｈｅｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｓｙｓｔｅｍꎬａｎｄｉｎｃｒｅａｓｅｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｌｙ.Ｗｉｎｄｉｎｇｒｅｓｉｓｔａｎｃｅａｎｄｉｎｄｕｃｔａｎｃｅｃａｎｅｎｈａｎｃｅｔｈｅａｎｔｉ￣ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅａｂｉｌｉｔｙ.Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｖｉｄｅｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆａｕｔｏｍｏｔｉｖｅｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ(ＥＭＣ).Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｏｆｅｌｅｃｔｒｉｃｖｅｈｉｃｌｅꎻｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｒａｄｉａｔｉｏｎꎻｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙꎻｓｕｒｆａｃｅｃｕｒｒｅｎｔＥＥＡＣＣ:５２３０㊀㊀㊀㊀ｄｏｉ:１０.３９６９/ｊ.ｉｓｓｎ.１００５－９４９０.２０１９.０１.０４５电动汽车车内电磁辐射的仿真分析研究∗刘绍波ꎬ曹志良∗(重庆工商职业学院汽智能制造与汽车学院ꎬ重庆４０１５２０)摘㊀要:为了研究汽车外壳表面电流产生的电磁干扰(ＥＭＩ)ꎬ基于界面条件理论和趋肤效应ꎬ提出了以电动汽车供电系统电磁辐射(ＥＭＲ)表面电流为例的仿真方法ꎮ随后在ＨＦＳＳ软件中建立电动汽车供电系统发射模型ꎬ最后ꎬ模拟分析了表面电流密度分布及其对辐射场的影响ꎬ分析结果表明ꎬ增加电动机电阻和引线电阻可以有效抑制供电系统辐射噪音ꎬ同时增加绕线电阻和电感可以加强抗干扰能力ꎬ本研究为汽车电磁兼容(ＥＭＣ)的设计提供重要的参考ꎮ关键词:电动汽车电磁干扰ꎻ电磁辐射ꎻ趋肤效应ꎻ电磁兼容ꎻ表面电流中图分类号:Ｕ４６３.６㊀㊀㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀㊀㊀文章编号:１００５－９４９０(２０１９)０１－０２３６－０４㊀㊀随着现代电动汽车和汽车电子技术的发展ꎬ电动汽车中包含的电子元件越来越复杂ꎬ这些电子元件极大程度上改变了汽车的舒适性和安全性ꎬ但也使得电磁辐射和兼容问题越来越复杂[１－３]ꎬ包含多种电子元件的汽车在外出行驶时会对周围的无线电设备造成干扰ꎬ因此对车辆电子系统产生的电磁干扰提出了限制ꎮ然而ꎬ这项工作是包括电动汽车电磁干扰抑制和实现电磁兼容性的困难之一ꎮ供电过程中会产生大量电磁干扰ꎬ主要包括线圈初级电路瞬态电压ꎬ高压线路和放电高频辐射干扰等导致的传导干扰ꎮ传导干扰不仅会影响电池电压ꎬ还会通过电源线传播到电动汽车的其他电子设备ꎮ高频电磁辐射也可能对车辆电子控制单元(ＥＣＵ)产生较大影响ꎬ并严重损害车辆安全ꎮ电磁兼容电子系统是许多汽车制造商和研究机构关注的焦点ꎮ许多国家已经对电动汽车电子系统进行了测试ꎬ并开始进行电磁兼容性预测ꎮ这项研究起步较晚ꎬ目前大量研究集中在电磁噪声测试上[４－５]ꎮ因此对电子系统的干扰特性进行仿真研究ꎬ能够有效提高整车的电磁兼容性设计ꎮ１㊀电磁干扰的原理分析１.１㊀电子系统传导干扰的形成机理电子系统原理图和等效图如图１和图２所示[３－４]ꎮ第１期刘绍波ꎬ曹志良:电动汽车车内电磁辐射的仿真分析研究㊀㊀图１㊀系统拓扑结构图图２㊀供电线圈电磁干扰抑制混合滤波器㊀㊀如图２所示ꎬ在供电过程中ꎬ线圈瞬间电压对汽车电池的冲击是造成冲击传导的干扰源ꎬ当电池电压较高时ꎬ容易受到电容Ｃ１的影响ꎬ从而呈现振荡现象ꎬ波动电压影响到车辆中电子设备系统[６－８]ꎮ为了避免这种影响ꎬ电池接地和电容器连接应可靠ꎬ以减少接触放电的电磁干扰ꎮ图３㊀二次回路等效电路１.２㊀电源电磁干扰供电系统的辐射电磁干扰是由高频脉冲电流引起的ꎬ因此本文首先研究电流对电子系统的影响[９－１０]ꎮ电子系统被作为一个植入电阻的同轴电容器ꎬ如图３所示ꎬ其中Ｃｑ㊁Ｃｐ是电源同轴分布电容ꎬＣｒ是电子系统阻尼阻抗分布电容ꎻＲｒ是电子系统的内置电阻器ꎻｒｇ是耐火花性能ꎻＲＷꎬＲＬ分别是分别是点火电阻和电子系统电阻ꎬＣＷ和ＣＬ为分布式电容和寄生式电容ꎬＬ２次级系统电阻ꎮ通过公式推导可以得到以下等式[７－８]:Ｉ(ｓ)＝Ｉｇ(ｓ)[１＋ｓＺｐ(Ｃｒ＋Ｃｐ)[１＋ｓＺＷ(Ｃｑ＋Ｃｒ＋ＣＷ/２)](１)式中:ｓ是代表电流是随时间变化的函数ꎮ从以上分析可以看出ꎬ供电电流ｉ和电子系统电流ｉｇ可以近似计算得到系统间隙击穿电压ꎮ同时ꎬ上述等式表明ꎬ供电电流ｉ随着阻抗ＺＷ和ＺＰ增加而减小ꎬ并且成比例变化ꎮ供电系统中电流和高压线的电磁辐射是供电系统中辐射干扰的来源ꎬ电子系统线路位于屏蔽气瓶中ꎬ外部辐射较弱ꎬ车内干扰来自于高压电线ꎮ因此ꎬ高压线产生的电磁辐射相当于位于汽车引擎盖下方的单极天线ꎬ数值模拟方法可以计算出供电系统产生的车辆辐射干扰的电磁场分布ꎮ１.３㊀连接电缆电磁干扰为了有效减少电磁干扰ꎬ有必要对供电系统进行全面管理ꎮ除上述电子系统ꎬ高压线的设计措施外ꎬ还应考虑连接电缆的影响ꎮ高压电线和主电缆中的噪声电流耦合可以将电磁能量辐射到汽车及其周围空间ꎮ由连接电缆引起的差模和共模辐射场可表示为:ＥＤｍａｘ＝(１.３１６ˑ１０－１４ＩＤｆ２Ｌｓ)/ｒ(２)ＥＣｍａｘ＝(１.２５７ˑ１０－６ＩＣｆＬｓ)/ｒ(３)式中:ＩＣ是电缆上的噪声电流ꎻｆ是频率ꎻＬ是电缆长度ꎻｓ是两根电缆导体之间的距离[９－１０]ꎮ由单线引起的共模辐射是ＥＣｍａｘ/２ꎮ根据上述公式ꎬ减小供电线圈电缆上的噪声电流并缩短连接电缆的长度将减少供电系统辐射的电磁干扰ꎮ高压电线的长度和布局受制于电动机的设计要求ꎬ因此一般难以改变ꎮ然而ꎬ能量管理系统ＥＭＳ(ＥｎｅｒｇｙＭａｎａｇｅｍｅｎｔＳｙｓｔｅｍ)和电池的布置位置可以容易地优化以减小主连接电缆的长度ꎬ因此可以减少主电缆辐射的电磁干扰ꎮ图４显示了用于抑制供电线圈主电源线上噪声电流的混合型滤波器ꎬＬＣ是共模抑制电感ꎬＣＤ是差模抑制电容ꎮ通过抑制供电线圈主电缆共模和差模７３２电㊀子㊀器㊀件第４２卷噪声电流(图４)ꎬ可以减少主电缆辐射的电磁干扰ꎮ图４㊀供电线圈电磁干扰抑制混合滤波器２㊀供电系统辐射电磁扰动计算模型及仿真分析㊀㊀下面的车辆供电系统辐射模拟分析与特定的车辆模型ＥＭＣ实验和测量数据相结合ꎮ在车辆ＥＭＣ宽频试车期间ꎬ左侧垂直位置ꎬ电动机转速为１５００ｒ/ｍｉｎꎬ车载电器完全开启ꎬ干扰峰值分别在３８ＭＨｚ㊁４８ＭＨｚ㊁８８ＭＨｚꎬ超限值分别为１.２ｄＢ㊁０.３ｄＢ㊁１.９ｄＢꎬ这是不符合规定的ꎬ需要改进(见图５)ꎮ图５㊀实用电动汽车ＥＭＣ宽带试用数据图６㊀车辆供电系统ＥＭＲ发射的仿真模型鉴于汽车系统的复杂性ꎬ因此在创建电磁理论分析模型时ꎬ需要针对现场情况进行分析ꎬ并且可以根据问题和期望的精度简化复杂的计算机模型ꎬ则可以大大减少计算工作量ꎬ确保达到相同要求的目标ꎮ对于电磁仿真ꎬ灯光㊁反射镜㊁排气管和接头㊁间隙㊁孔㊁焊接螺栓等的建模非常复杂ꎬ这些部件应该简化ꎮ此外ꎬ车身为曲面结构ꎬ因此在模型的仿真中应尽可能忽略一些次要因素ꎮ块平面方法用于构建表面结构ꎮ图６所示为车辆模型ꎮ将车内内外体区域设置为真空ꎬ天线型号选用实际型号接近的ｋ/２单极天线[１１]ꎬ车体设置为导体ꎬ激励源为脉冲ꎬ当点火信号为高电平时ꎬ初级线圈与电池之间的电路连接ꎬ存储在供电线圈中的磁场继续增加ꎮ经过一段时间后ꎬ供电信号变低ꎬ电路断开ꎬ初级线圈的感应电动势ꎮ供电线圈放大后ꎬ次级线圈产生高压ꎮ前面的分析表明ꎬ阻尼线可以有效地抑制电流噪声ꎬ本文计算了电子场分布随着观察线在天线端子开路和端子阻抗情况下的情况ꎬ结果如图７所示ꎮ从图７可以看出ꎬ汽车前部的导线产生的辐射噪声主要集中在车罩内ꎬ是导致车内其他电子设备产生电磁干扰的主要因素ꎮ乘客舱和躯干也有电场分布ꎬ但相对较弱ꎮ图７㊀１００ＭＨｚ(Ａ/ｍ)下轿厢地板ꎬ发动机罩和屋顶的表面电流密度为了观察表面电流对辐射场的影响ꎬ车辆供电系统ＥＭＲ发射模型在有和无车体的两种不同情况下进行模拟ꎬ频率为１００ＭＨｚ的归一化辐射场图如图８所示ꎮ根据电磁波的基本原理ꎬ电源线的辐射电磁场可以看作是由众多电偶极子叠加电磁场的结果ꎮ因此ꎬ在没有车壳体的情况下ꎬ电力线归一化远场图案的水平方向与单偶极子辐射场类似ꎮ辐射能量主要沿线如图８(ａ)所示ꎮ８３２第１期刘绍波ꎬ曹志良:电动汽车车内电磁辐射的仿真分析研究㊀㊀对于汽车壳体ꎬ水平方向上的标准化图案会发生变化ꎬ辐射能量不再沿线聚焦ꎬ而是散布在周围ꎬ如图８(ａ)所示ꎮ供电系统模型放置在７５０毫米的金属地板上方ꎮ因此ꎬ如果没有车壳体ꎬ标准化的远场图案的垂直方向不同于自由空间中的偶极子辐射ꎮ归一化远场方向的垂直方向也随车体壳体而变化ꎬ如图８(ｂ)所示ꎮ从以上分析可知ꎬ车体表面电流会在外层空间产生电磁场ꎮ由于汽车结构的复杂性ꎬ表面电流的影响也更为复杂ꎮ图８㊀归一化辐射场模式３㊀结论为了优化电动汽车供电系统的电磁兼容性ꎬ结合ＥＭＣ测试数据和仿真软件的计算结果ꎬ对供电系统产生的电磁干扰机理及相应的干扰抑制措施进行了深入分析ꎮ可以得出以下结论:(１)由于车载电子设备主要位于车身前部ꎬ所以高压导线的安装位置和长度的设计在早期非常关键ꎮ选定的高压导线的位置应尽可能远离ＥＣＵꎬ选择最近的地线ꎬ并缩短高压导线走线的长度ꎮ其他敏感设备也应避免安装在辐射区域ꎬ以避免强烈辐射的干扰并增加安全性ꎮ增加电动机电阻和引线电阻可以有效抑制供电系统辐射噪音ꎮ(２)线绕电阻器的高压线干扰由低频电阻决定ꎬ增加电阻和电感可以加强抗干扰能力ꎬ增加阻尼电阻的长度并确保供电的可靠性ꎬ增加阻尼电阻可以有效降低供电系统辐射的电磁干扰ꎬ同时高压线长对场强分布影响很大ꎬ导线较长ꎬ辐射能力较强ꎬ因此供电系统应尽量缩短设计过程中高压线的长度ꎮ(３)由于装置的复杂性ꎬ供电线圈装置工作的辐射难以预测ꎮ因此ꎬ测试设备可以测量发动机ꎬ供电线圈和其他电子设备周围的辐射特性和光谱分布ꎮ这些测试数据可以导入到电磁仿真软件中ꎬ然后模拟车辆外部电磁辐射ꎬ然后可以显示是否符合ＥＭＣ认证标准的结果ꎮ参考文献:[１]㊀李振宇ꎬ任文坡ꎬ黄格省ꎬ等.我国新能源汽车产业发展现状及思考[Ｊ].化工进展ꎬ２０１７ꎬ３６(７):２３３７－２３４３.[２]任国峰ꎬ田丰ꎬ杨林.汽车控制器电源系统的抗扰性设计[Ｊ].电源技术ꎬ２０１６ꎬ４０(３):６５９－６６１.[３]刘宗巍ꎬ史天泽ꎬ郝瀚ꎬ等.中国汽车技术的现状㊁发展需求与未来方向[Ｊ].汽车技术ꎬ２０１７(１):１－６.[４]范吉志ꎬ吴运新ꎬ石文泽ꎬ龚海ꎬ谭良辰.电磁超声换能器线圈设计与提高换能效率研究[Ｊ].传感技术学报ꎬ２０１６ꎬ２９(１):２９－３４. [５]马冬ꎬ陈伟程ꎬ尹航.节能减排背景下我国自主品牌汽车发展策略研究[Ｊ].企业经济ꎬ２０１６(３):３３－４０.[６]ＤöｌｋｅｒＡ.ＭｅｔｈｏｄｆｏｒｔｈｅＣｌｏｓｅｄ￣ＬｏｏｐＣｏｎｔｒｏｌｏｆｔｈｅＲａｉｌＰｒｅｓｓｕｒｅｉｎａＣｏｍｍｏｎ￣ＲａｉｌＩｎｊｅｃｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍｏｆａｎＩｎｔｅｒｎａｌＣｏｍｂｕｓｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅ[Ｐ].ＥＰ２０１２.[７]ＰｉｚｚｏｎｉａＦꎬＣａｓｔｉｇｌｉｏｎｅＴꎬＢｏｖａＳ.ＡＲｏｂｕｓｔＭｏｄｅｌＰｒｅｄｉｃｔｉｖｅＣｏｎｔｒｏｌｆｏｒＥｆｆｉｃｉｅｎｔＴｈｅｒｍａｌＭａｎａｇｅｍｅｎｔｏｆＩｎｔｅｒｎａｌＣｏｍｂｕｓｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｓ[Ｊ].ＡｐｐｌｉｅｄＥｎｅｒｇｙꎬ２０１６ꎬ１６９:５５５－５６６.[８]ＮａｋａｓａｋａＹ.ＩｇｎｉｔｉｏｎＴｉｍｉｎｇＣｏｎｔｒｏｌＤｅｖｉｃｅｆｏｒａｎＩｎｔｅｒｎａｌＣｏｍ￣ｂｕｓｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅ[Ｊ].ＢｕｌｌｅｔｉｎｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＣｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎａｎｄＴｏｘｉｃｏｌｏｇｙꎬ２０１６ꎬ２９(６):６５８－６４.[９]张端ꎬ张帅.闭合磁路电磁式低频振动能量收集装置[Ｊ].传感技术学报ꎬ２０１５ꎬ２８(７):１０９１－１０９６.[１０]吴蒙ꎬ张飞铁ꎬ文桂林.无人驾驶汽车线控转向系统控制策略的研究[Ｊ].计算机仿真ꎬ２０１６ꎬ３３(１２):１６３－１６８.[１１]胡均平ꎬ冯东昱ꎬ李科军.混合动力汽车动力系统优化建模仿真研究[Ｊ].计算机仿真ꎬ２０１７ꎬ３４(１):１４３－１４７.刘绍波(１９８６－)ꎬ男ꎬ重庆大足人ꎬ汉族ꎬ学士ꎬ助理实验师ꎬ研究方向为汽车检测与维修技术ꎬｄｇｗ７６０＠１６３.ｃｏｍꎻ曹志良(１９７６－)ꎬ男ꎬ四川资中人ꎬ汉族ꎬ硕士ꎬ副教授ꎬ研究方向为汽车检测与维修技术ꎮ９３２。