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如何进行汽车电磁兼容(EMC)性能设计优化与整改测试

发布时间:2022/5/23 15:30:03 来源:易磁通科技 点击次数:676

一、如何构建汽车EMC的工程理论框架

 

导言:汽车EMC作为一门工程性极强的交叉学科,覆盖了电磁场、电磁波、通信、SI、PI、测量、结构等多学科,对应用工程师提出了前所未有的要求。本小节旨在通过浅入深出的讲解,紧密联系汽车EMC的实际工程经验,建立“3大要素,4大基础概念”理论框架,重点突击汽车EMC的误区,为学员最大限度地建立理论边界。


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1、汽车电磁兼容高级工程师需要具备的知识体系

 

2、汽车电磁兼容涉及的重要概念及其理论

 

(1)汽车电磁兼容3大要素

 

(2)汽车电磁兼容4大基础概念

 

(3)屏蔽理论以及汽车工程应用

 

(4)汽车EMC滤波器设计、应用

 

(5)汽车上的“地”的理解

 

(6)共模与差模干扰的建模原则与机理

 

(7)近场耦合、远场辐射理论基础与应用

 

(8)电磁兼容领域中时、频域分析

 

3、利用基础理论分析汽车EMC的若干典型问题及整改方案

 

(1)利用耦合路径分析ESD故障

 

(2)利用共模/差模整改雨刮电机超标问题

 

(3)利用近场耦合、远场辐射分析GBT18387超标机理

 

(4)利用天线理论分析整车DC/DC系统超标原理

 

二、如何深入理解汽车EMC测试要领

 

导言:汽车EMC工程性极强决定了其依靠试验的重要特征。从零部件测试到整车测试都需要工程师了解标准的规程与制定背景,甚至需要工程师了解标准的不合理性,从而真正理解标准,为解决问题、建立自身标准体系打下基础。

 

1、整车EMC测试关键点

 

(1)如何通过低要求的公告测试,解析建立自己的测试规范与要求

 

①整车最新GB18387/GB14023测试标准解读

 

②为什么干扰9kHz-150KHz被取消?

 

(2)GB34660要点分析

 

(3)整车天线测试(CISPR25)需要注意哪些细节,以及测试中的限制条件与注意事项①BBA,丰田等车企最关心的测试项目,为什么国内OEM不甚关心?

 

(4)整车与零部件测试关联性讨论

 

①零部件达到什么标准能够同时通过整车的标准测试

 

(5)非公开探讨:智能汽车AEB、ACC、BSD等功能的EMC测试方案完整版

 

①不需要唯一的解决方案,但目标一定都一致,那我们目标在哪?

 

(6)非公开探讨:网联汽车V2X,V2VEMC测试环境的搭建方案

 

①汽车当成手机测试的概念太局限,行业内无法提供让人满意的整体方案

 

2、关键零部件EMC测试关键点

 

(1)零部件高压系统GB18655/CISPR25-2016热点解读

 

①电机带载系统各测试设备对比,测试结果的解读,带载测试真的那么重要,替代方案是否可行?

 

(2)高压屏蔽线缆及其连接器的屏蔽效能测试方法对比

 

①注入法、吸收钳法、三同轴法与电流探头法;

 

②对于屏蔽测试,为什么GBT37133电流探头法从技术上存在明显不合理性?

 

③为什么国际上采用表面转移阻抗而不采用屏蔽衰减因子表征低频的屏蔽效能?

 

(3)以太网物理层测试

 

①OSI底层物理层测试需要掌握的项目,涉及EMC,SI领域

 

三、新能源汽车整车与关键零部件EMC设计

 

导言:汽车EMC设计在国外OEM往往嵌套在整车开发的V模型内,由于国内起步太晚,往往希望通过外部服务的形式一步到位建立整个车厂的EMC能力与体系,首先答案是否定的。真正的汽车OEM与零部件EMC体系建立一定是个系统工程,一定是主机厂主导,外协合作方式建立顶层设计,日积月累的一个过程。当然,很多车厂想通过购买的形式一次性建立体系,难度非常高。国内汽车EMC起步太晚,可能提供服务商的工程师在汽车设计经验也不足。本节课主要帮汽车EMC相关从事人员梳理下我们需要建立什么样的体系,通过怎样方式与量化,怎样做出有工程指导意义的设计指导书。

 

1、如何应对汽车行业发展对电磁兼容技术提出的挑战

 

(1)明确行业真正的痛点,不在无工程价值的课题上投入成本

 

2、新能源汽车整车级电磁兼容整改流程

 

(1)基本的问题导向的思路,设计一定来源于问题,而且车型不同会导致方案不同,但可以归纳出通用指导方案

 

(2)新能源汽车主要干扰源频谱分析

 

(3)新能源汽车整车EMC干扰源排查技巧

 

(4)新能源汽车EMC性能优化策略:巧用铁氧体、屏蔽、滤波、布线原则

 

3、整车电磁兼容设计通用要领

 

(1)通用设计方案八九不离十,为什么还要投入没有意义的成本,抓住“零部件管控、线束布局设计、接地优化设计、整车管控”核心思想

 

(2)整车企业EMC能力建设体系探讨

 

(3)整车汽车EMC开发与风险体系建立

 

(4)整车高压导线布线设计与低压导线布线设计(典型设计模型,关键问题点)

 

(5)整车接地系统设计与重要性讨论,如何评估接地系统的合理性

 

4、关键零部件电磁兼容设计通用要领

 

(1)高压线缆及其连接器的屏蔽设计

 

(2)电机驱动系统的电磁兼容设计(板级,子系统级,系统级)

 

(3)敏感设备(典型传感器系统)抗扰设计规则

 

5、企业标准的建立—某国外车企ISO7637,ISO11452-9标准建立之路

 

(1)绝不是“抄”字诀,标准体现一个企业的DNA四、汽车EMC仿真工程化实践

 

导言:汽车EMC的仿真一直是行业内比较争议的课题,不同于热仿真与流体力学仿真,EMC仿真模型往往达不到工程要求。本课程旨在建立工程师的仿真思路,明确什么项目可以为,什么项目不可以为,什么时候一定结合工程测试,什么时候误差可以接受。仿真能力是体现一个公司真正设计实力的脚本,但是否应用工程领域、是否解决问题、是否协助设计的仿真工具可靠的唯一黄金准则。

 

1、汽车EMC主流仿真软件的介绍

 

(1)算法,计算效率,应用场景以及它们各自的优缺点

 

2、整车级与零部件级仿真流程

 

(1)如何通过整车CAD模型简化成合适的电磁仿真模型

 

(2)零部件系统级参数提取以及模型建立方法(black-Box模型,White-Box模型,SPICE模型?)

 

(3)如何评估仿真模型的有效性以及其限制

 

(4)合理利用仿真模型达到事半功倍的效果

 

(5)联合仿真的准则

 

(6)越复杂越不可靠,如何用分级原则降低模型的复杂度)

 

3、汽车EMC仿真典型案列

 

(1)基于电路模型的点火系统EMC仿真分析

 

(2)参数提取、模型建立、EMC分析、参数化分析(仿真演示)

 

(3)如何利用XFDTD建立工程应用的人体电磁防护模型(现场演示)

 

(4)基于Simulink电机控制器电磁兼容仿真分析(白盒子模型,如何思考仿真模型中各种实际工况?)

 

(5)高压屏蔽线缆及其连接器的标准模型(Maxwell3D,解析解,SPICE模型),并且基于参数化分析进行优化设计(软件演示过程)

 

4、EMC快速仿真技巧

 

(1)线缆与接头的屏蔽效能快速仿真

 

(2)高低压耦合的快速仿真

 

(3)系统中电容、电感的快速仿真


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