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随着汽车电子技术的发展,车内的电气设备迅速增加,尤其是混合动力、纯电动等新能源汽车内的高低压系统并存,电磁环境非常复杂。本文主要围绕混合动力汽车驱动系统中的骚扰源特性和车内单线对双绞线的串扰问题进行了研究。首先,针对混合动力电动汽车的电气联接特点,划分了车内主要骚扰源种类并测试分析了驱动系统中主要的传导骚扰源特性。其次,根据车内主要电缆的布置方式,提取出典型结构进行分布参数建模,使用分段线性递归卷积法计算出各模型的串扰电压,比较了若干因素对串扰电压的影响,得到几种抗干扰措施。
在骚扰源特性研究中,对实车测量的共模电流和干扰电压波形进行了统计分析,将获得的特征参数与ISO7637中的标准波形进行了对比。由于车内不同电气系统的电压等级差异很大,干扰主要存在于高压大电流的驱动系统中,因此测量位置选在高压直流回路和交流回路中。实验采用电流耦合钳对共模电流进行了频谱分析,得到了共模电流能量的频域分布;采用直接测量方式对干扰电压进行监测,得到了干扰电压的典型波形参数,利用统计方法获得了典型特征波形。
相比传统车来说,混合动力汽车的电气联接更为复杂,本文通过提取车内典型电缆结构,建立了多导体分布参数模型来研究电缆间串扰问题。模型由用于模拟高压电缆的单根导线和用于模拟通讯电缆的双绞线组成,铝板作为地线模拟了汽车的底盘。仿真采用三维有限元法计算了不同间距、不同线型和不同屏蔽情况等多种模型的分布参数,总结了各模型分布参数的变化情况,为分析计算串扰电压奠定了基础。
时域有限差分法是比较成熟的电磁场数值计算方法之一,基于时域有限差分法的分段线性递归卷积法可以比较准确的计算导体各位置的串扰电压。本文使用矢量拟合法处理频变参数,代入分段线性递归卷积法中进行计算,得到各模型的串扰电压,与实验结果进行了对比,验证了方法的准确性,并分析了串扰的影响因素,提出了若干抗干扰措施。