整车系统级EMC计算机数值仿真分析关键技术的探究

     1.2仿真激励源的建立

     前期对车身实体几何几何三维模型简化后，就可以直接把几何三维数据直接导入到相应分析软件中。在对整车EMC仿真分析中把恰当的激励源引入到数值计算中对于正确的模拟EMC电磁场问题是至关重要的。选择合理的激励源，可以避免截止频率分量引起的有害影响，而且可以有效地提高计算效率，大大的节省计算时间和计算机内存空间。针对简单的电气总车可以建立其随频率变化的等效电流源或电压源模型（如下图中红圈中所示），对应复杂的控制器类，就需建立其相应的等效电路模型。
   1.3虚拟天线标定

     由数值分析结果可以得到计算空间中任一点的X，Y，Z方向与计算频率所对应的电场/磁场强度。但是整车实际辐射发射测试认证为采用峰值、准峰值或均值检波方式得到的接受天线端口电压值，而通过计算而得到的空间中一点的场强值实际中是无法测量的。这就导致了计算机仿真分析结果只可以进行不同电磁学计算方法之间结果的对比，而无法同实际测试数据进行比对。所以，在仿真分析中对于计算结果予以特殊考虑。

     GB14023（CISPR 12）标准中实际测量系统的电场强度关系表达式为：
     F电场强度=R测量仪器读数+AF天线系数+T馈线系数

    则根据此式可以对应在模型中建立实车测试中所需要的组合天线，并对其进行虚拟标定。由于仿真计算中无连接导线，则上式T=0。仿真计算结果等同实际测试也为天线端口电压值与标定后的天线系数之和。

 

图4　虚拟测试布置

       二、 整车EMC数值仿真的关键技术

       在现代整车电子计算机辅助设计中，一项具体的设计措施包含：原有状态分析-设计措施-实施效果的估计验证三个阶段。“原有状态分析”为设计提供依据，“估计验证”是为了检验设计的效果，通常它们都是借助计算机数字仿真技术来事项的。而整车EMC计算机仿真分析是可以在上述全部三个阶段都可以实施的技术并提出指导性建议的技术。整车EMC计算机仿真技术，是解决整车电子技术发展的关键，因此能很好的带动我国整车工业的发展，从而带来良好的市场前景和经济效益。

      所以，开展整车EMC计算机仿真分析的迫切性及显著的经济效益是毋庸置疑的，但是实施这项技术并不仅仅依靠单一工作站的数值仿真。由于整车EMC问题是属于整车工业内的交叉领域的范畴，所以进行EMC问题的数值仿真需要车身、电子电控、测试等领域的通配合作。总的来说，如要系统地开展整车EMC数值仿真分析，需要解决以下几项关键技术：

    1. 前期分析参数整理

     前期分析参数主要包括车载电子设备的电气参数和几何参数。这些可以根据设计、装车调试、整车试验的不同阶段由以下方法获得：①根据设计数据得到；②使用相似产品数据代替；③根据经验或资料数据；④实际测试；⑤由规范或标准的数据获得。

     2  车身实体几何模型的简化

     为了减少不必要的计算量，前期需要对车身几何实体模型进行简化。如微小的螺丝孔、细小的孔缝等，都需要删除。并把有多个平面合成的实体等效为同一个。国外整车厂现有的研究表明，在整车EMC数值仿真分析中，对车身实体几何模型的预处理占全部EMC仿真分析的工作量80％以上。但是目前所针对车身模型的简化并无统一规范化的方法，计算所得到的结果差异很大，所以制定相应模型简化规范十分必要。