基于拓扑法的整车级EMC建模及分析技术研究

摘要

伴随着汽车的电气化和智能化，车载电子/电气设备和射频设备越来越多，导致车内外电磁环境急剧恶化，汽车EMC问题更加突出。因此在整车开发早期单纯地考虑零部件级的EMC性能已无法满足需求。然而，整车级EMC问题电大电小结构共存、多干扰源、多敏感设备、多耦合路径的特点使得整车级EMC仿真建模和EMC问题的定位整改非常困难。本文开发出了一种基于拓扑法的整车级EMC建模技术及基于模型的问题诊断和整改技术，并将其应用于某款电动汽车低频辐射发射的仿真分析及整改。　　为了降低整车级EMC仿真建模的难度，本文开发出了基于拓扑法的整车级EMC建模技术。该技术首先将整车级EMC分析中辐射耦合弱相关的不同部分划分为不同的子系统；然后进行各个子系统的EMC建模仿真；最后将子系统的仿真结果按照拓扑关系整合得到整车级EMC的仿真结果。在拓扑结构中，该技术将子系统构建为多端口网络模型，电大结构的耦合路径被纳入多端口网络中，电小结构的干扰源/敏感设备被构建为网络外接的等效电路，实现了子系统之间耦合关系与其端口阻抗的解耦。　　在基于拓扑法的整车级EMC建模技术的基础上，本文提出了整车级EMC的问题诊断和整改技术。在问题诊断定位方面，本文提出了整车级EMC问题贡献源重要性评估方法，综合考虑了EMC问题贡献源的贡献量和整改潜力两项评价指标。针对多评价指标、多评价对象的情况，本文引入了EWM，得到了客观准确的贡献源重要性评估结果。在整车级EMC问题诊断完成之后，为了选择出合适的EMC整改方案，本文又建立了层次评价体系，引入了AHP综合决策算法，综合考虑了主观定性和客观定量的评价指标，实现了整改方案的合理评价。　　最后，本文将所开发出的基于拓扑法的整车级EMC建模及分析技术应用于某款电动汽车的低频辐射发射性能的分析整改中。首先建立了该款电动汽车的低频辐射发射的拓扑模型并进行仿真，得到了与实测结果基本一致的低频辐射发射仿真结果。然后使用本文所提出的基于EWM和层次评价体系的分析技术成功排查出低频辐射发射问题的主要贡献源并选择出了整改方案。本文所提整车级EMC建模及分析技术的正确性和实用性在应用中得到了证明。

目录

1 绪论

1.1课题背景和研究意义

1.2国内外研究现状

1.2.1 整车EMC建模技术研究现状

1.2.2 整车EMC诊断及整改研究现状

1.3论文主要研究内容

2 整车级EMC 拓扑建模技术

2.1EMT法介绍

2.2基于改进EMT的整车模型构建

2.2.1 整车EMT 划分

2.2.2 EMT 子系统的多端口网络建模

2.2.3 整车EMT 整合求解

2.3仿真的关键数据提取

2.3.1 多端口网络特性获取

2.3.2 等效电路特性获取

2.4本章小结

3 整车级EMC 问题诊断及整改分析技术

3.1EWM原理

3.2基于权重的EMC 问题诊断

3.3EMC整改方案的层次评价

3.4本章小结

4 整车级EMC 建模及分析技术应用

4.1整车EMI 问题描述

4.2辐射发射仿真

4.2.1 仿真模型构建

4.2.2 关键数据提取

4.2.3 仿真结果

4.3.1 辐射发射问题诊断

4.3.2 整改方案评价

4.4本章小结

5 总结与展望

参考文献

附 录

A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录

B. 作者在攻读学位期间取得的科研成果目录

C. 学位论文数据集

致谢