本文關(guān)鍵詞：增程式電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)電磁兼容研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

摘    要


  
汽車電磁兼容性（EMC）是保證整車及其各分系統(tǒng)設(shè)備正常工作的關(guān)鍵技術(shù)。
隨著現(xiàn)代汽車工業(yè)的發(fā)展，包括汽車電子技術(shù)的快速發(fā)展，汽車 EMC 問題的發(fā)展
速度已經(jīng)大大超過汽車技術(shù)發(fā)展的平均水平。日益增多的汽車電子產(chǎn)品，如循跡
控制系統(tǒng)（TCS），全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）等等，使狹小的空間充斥著越來越
多的電子產(chǎn)品，因此不可避免地使電磁兼容問題更加復(fù)雜。尤其對(duì)于新能源汽車
來說，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)、大功率器件等電氣電子設(shè)備的增多、各種類型的電氣電子設(shè)
備集中布置以及整車的各種設(shè)備通過電氣設(shè)備連接在一起，電磁波頻率變化范圍
從數(shù)千赫茲到兆赫茲，構(gòu)成了極其復(fù)雜的電磁環(huán)境，因此電磁兼容問題成為了汽
車研究中的關(guān)鍵問題之一，是系統(tǒng)工程的重要組成部分。

目前，產(chǎn)品的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估幾乎都是通過暗室實(shí)測(cè)來完成的。而采用軟
件仿真設(shè)計(jì)日常電子產(chǎn)品時(shí)，在設(shè)計(jì)之初就考慮電磁兼容的問題是十分必要的；
而仿真預(yù)估又是發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵問題、及時(shí)快速解決問題、減少設(shè)計(jì)成本、從而縮短開
發(fā)周期的經(jīng)濟(jì)和有效的方法。預(yù)估對(duì)高頻率現(xiàn)象更是不可或缺。基于上述情形，
論文結(jié)合吉林省科技廳項(xiàng)目開展了汽車電磁兼容的仿真技術(shù)研究。

對(duì)于汽車這樣的復(fù)雜大系統(tǒng)，很難準(zhǔn)確建立某種數(shù)學(xué)模型，而且建模過程中，
只有采用有效的模型才能準(zhǔn)確反映電磁兼容，因此采用系統(tǒng)學(xué)方法和優(yōu)先考慮等
效原則就顯得尤為必要。大多數(shù)傳統(tǒng)的分析方法直接采用系統(tǒng)的物理電路來劃分，
這樣劃分出來的結(jié)果往往很復(fù)雜。協(xié)同學(xué)理論告訴我們，各子系統(tǒng)具有多種多樣
的屬性，就整體環(huán)境而言，子系統(tǒng)間既協(xié)作配合又相互制約，是一種對(duì)立統(tǒng)一的
關(guān)系；由各子系統(tǒng)組成的大系統(tǒng)或整體系統(tǒng)對(duì)外則表現(xiàn)為遵循共同規(guī)律，包括一
定條件下的轉(zhuǎn)變、演變和相互作用。在子系統(tǒng)中找出影響系統(tǒng)變化的控制因素并
進(jìn)行后期分析，從整體入手研究復(fù)雜系統(tǒng)的演化行為特點(diǎn)，根據(jù)理論推出簡(jiǎn)單有
效的數(shù)學(xué)模型,把研究成果推廣，基于協(xié)同學(xué)的思想去拓寬適用范圍，從而為開
辟理論適用的新領(lǐng)域提供現(xiàn)實(shí)、快捷、方便之路。

協(xié)同學(xué)認(rèn)為，慢馳豫參量決定了系統(tǒng)的整體性質(zhì)及其發(fā)展。根據(jù)已知實(shí)測(cè)數(shù)
據(jù)進(jìn)行電路分析，基于計(jì)算電磁學(xué)，對(duì)增程式汽車電磁系統(tǒng)建立模型，并確立合
理的研究模型對(duì)子系統(tǒng)進(jìn)行研究；依據(jù)協(xié)同學(xué)原理選取電磁兼容性能指標(biāo)（如敏
感度等）來看作序參量，分析各子系統(tǒng)情況，以及整個(gè)系統(tǒng)相互關(guān)系，并且因此
推出序參量方程來對(duì)汽車電磁兼容進(jìn)行系統(tǒng)研究,最終掌握汽車電磁兼容研究的
系統(tǒng)級(jí)技術(shù)，得到了研究汽車的電磁兼容問題的理論基礎(chǔ)。

增程式電動(dòng)汽車在純電動(dòng)汽車的基礎(chǔ)上使用了增程器，這使汽車的再續(xù)駛里
程得到了進(jìn)一步的增加。附加裝置主要包括有發(fā)電機(jī)、內(nèi)燃機(jī)（ICE）和油箱。
很顯然，電磁兼容環(huán)境更加復(fù)雜，既涉及永磁同步電機(jī)啟動(dòng)的電磁兼容問題，又
必須考慮在續(xù)駛里程不足時(shí)的點(diǎn)火開關(guān)的電磁兼容問題。

論文對(duì)增程式電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)和增程器發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火開關(guān)的電磁兼容
性進(jìn)行了基于慢馳豫變量方法的研究及仿真計(jì)算，找出影響電動(dòng)機(jī)電磁干擾的慢
馳豫變量，并對(duì)瞬態(tài)變化進(jìn)行了分析，如電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)瞬間情況，建立相應(yīng)的電機(jī)
電磁場(chǎng)數(shù)學(xué)模型，該模型中包含電磁兼容中的三要素，即敏感設(shè)備、干擾源、傳
輸路徑。對(duì)于同一敏感設(shè)備，對(duì)比電磁干擾值與敏感度閾值大小判斷是否電磁兼
容。根據(jù)前面介紹的協(xié)同學(xué)理論，可以很容易的選取序參量，不容置疑地要選取
磁場(chǎng)能量密度

。對(duì)增程器發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)進(jìn)行深入研究，結(jié)果表明初級(jí)回路的
電流是影響發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)外干擾的重要因素，將其做為慢馳豫變量進(jìn)行研究，同時(shí)建
立了發(fā)動(dòng)機(jī)次級(jí)回路的等效模型；其次，通過對(duì)點(diǎn)火火花電流的仿真，從中得到
抑制其對(duì)外電磁干擾的若干方法；對(duì)增程式電動(dòng)汽車 DC/AC 逆變器及傳輸線束進(jìn)
行電磁兼容研究，運(yùn)用協(xié)同學(xué)理論及相關(guān)計(jì)算方法，對(duì)影響電源系統(tǒng)和傳輸線束
電磁兼容性的相關(guān)重要參數(shù)進(jìn)行了研究及仿真計(jì)算。從介紹逆變器的結(jié)構(gòu)和工作
原理入手，分析 DC/AC 逆變器電磁輻射源，并建立了各輻射源的模型，得出仿真
圖像，進(jìn)一步分析它們的輻射情況。對(duì)傳輸線束串?dāng)_理論進(jìn)行了闡述，并建立了
三導(dǎo)體傳輸線（適用多導(dǎo)體）串?dāng)_模型。基于協(xié)同學(xué)理論，針對(duì)無損耗多導(dǎo)體傳
輸線建立了串?dāng)_計(jì)算模型，分析了負(fù)載阻抗與導(dǎo)線特征阻抗之間的關(guān)系；對(duì)均勻
及非均勻介質(zhì)傳輸線兩種情況，根據(jù)推導(dǎo)的多導(dǎo)體傳輸線串?dāng)_公式求解出導(dǎo)線近
端及遠(yuǎn)端的串?dāng)_值。與 EMC studio 的仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了模型的可靠性；
利用系統(tǒng)論的思想觀點(diǎn)，將研究對(duì)象作為一個(gè)整體進(jìn)行電磁兼容預(yù)測(cè)及計(jì)算，開
發(fā)出一套有效的電動(dòng)汽車增程式動(dòng)力系統(tǒng)電磁兼容性預(yù)測(cè)軟件，同時(shí)給出了相關(guān)
電磁干擾抑制措施，與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)相對(duì)比后，研究結(jié)果說明通過仿真預(yù)測(cè)能夠解決
汽車系統(tǒng)的電磁兼容問題；協(xié)同學(xué)理論可以應(yīng)用到汽車電磁兼容范疇，，研究具有
實(shí)際意義。
  
關(guān)鍵詞：
    增程式，協(xié)同學(xué)理論，電動(dòng)汽車，預(yù)測(cè)軟件，電磁兼容，動(dòng)力系統(tǒng)

增程式電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)電磁兼容研究.rar (4 MB) 

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2016-4-3 18:20

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