随着汽车电子技术的不断发展,为了满足现代化汽车在安全、舒适、智能、节能、环保等方面的需要,越来越多的电气电子产品被广泛应用于汽车之上,这使得汽车的电磁兼容性能面临着严峻的挑战。因此,汽车电磁兼容技术已经成为了当今国内外各大汽车制造商和科研机构的研究热点。汽车线束作为汽车电子网络的主体,连接着汽车上不同的电气电子设备,导线的种类和数量也随着汽车电气电子设备的广泛应用而迅速增长。对于汽车线束的电磁兼容性研究,通常可分为汽车线束导线串扰、电磁辐射和电磁辐射敏感度三方面。其中,汽车线束导线串扰不仅可以造成导线上传输的数据发生错误或丢失、功能设备的误触发,还有可能对汽车电气电子设备的电磁辐射及电磁辐射敏感度造成一定影响,所以针对汽车线束导线串扰的研究具有十分重要的意义,它能够为解决汽车线束电磁兼容问题提供有力的理论依据,在汽车设计的初期便尽量避免电磁兼容问题的发生,从而实现缩短汽车研发周期和降低汽车研发成本的目的。本文在高等学校博士学科点专项科研基金《基于随机统计技术的汽车电磁兼容性建模研究》(No.20110061110059)的资助下,重点针对汽车线束导线串扰相关问题的分析和预测方法展开了深入系统的研究,包括汽车线束分布参数的准确提取、汽车线束导线串扰的时域瞬态分析和频域稳态分析,以及汽车线束分布参数和导线串扰的统计特性预测等方面。主要内容如下:将汽车线束与汽车底盘组成的系统视为多导体传输线系统,利用经典电磁场理论麦克斯韦方程组和电路分析理论基尔霍夫定律分别从“场”和“路”的角度对多导体传输线方程进行推导,并对分布参数的物理意义进行阐述。根据汽车线束导线的特点,将其视为无损耗理想传输线,利用电磁场理论和镜像法原理推导得到了能够快速提取汽车线束单位长度电容矩阵和单位长度电感矩阵的解析方法表达式,并对其应用范围进行讨论。为了克服镜像解析方法由于未考虑导线邻近效应因素所带来的影响,结合矩量法和镜像法原理通过推导得到了适用于提取实际汽车线束单位长度电容矩阵和单位长度电感矩阵的数值方法表达式。同时,利用所提出的数值方法对影响汽车线束导线单位长度分布参数的相关因素进行了讨论。汽车线束导线串扰的时域瞬态分析是建立在时域求解多导体传输线方程上进行的,但传统的时域有限差分方法在计算效率和计算准确性方面都存在着不足,影响了其在工程中的应用。本文针对传统Leapfrog差分格式时域有限差分法计算效率过低的情况,利用离散参数矩阵化的思想,分别将采用π型和T型Leapfrog差分格式离散方式的多导体传输线的相关参数通过矩阵形式表示,从而在算法的实现过程中通过矩阵运算代替循环运算,达到提高计算效率的目的。而针对传统Leapfrog差分格式的时域有限差分算法,由于其自身差分格式的限制,导致间断解处非物理震荡严重、过渡区域过宽等问题,影响了计算的准确性,文中提出将迎风差分格式的时域有限差分法应用于汽车线束导线串扰的时域瞬态分析中,由于迎风差分格式的差分方向是根据系数矩阵特征值正负进行选取的,尽可能的避免了由差分格式所产生的误差传播放大,所以能够很好的解决上述问题,使汽车线束导线串扰时域分析结果与实际情况更为接近。同时,利用二阶迎风差分格式时域有限差分算法对影响汽车线束导线串扰时域瞬态响应的相关因素进行了讨论。通过求解表示汽车线束的多导体传输线频域微分方程,对汽车线束导线串扰进行频域稳态分析。其中,串扰频域传递函数是进行频域稳态分析的重要手段,但通过精确解得到的汽车线束导线串扰频域传递函数推导过程和表达形式都过于复杂,并且其简化表达式也存在应用限制条件过多的不足。本文利用矩阵运算结合多导体传输线频域微分方程一般解,通过推导得到了表达形式简单的具有普遍适用性的汽车线束导线串扰频域传递函数,可用于进行汽车线束导线串扰的频域稳态分析,并利用其建立了汽车线束导线串扰在频域和时域上的联系,明确了应用限制条件。同时,利用频域传递函数对影响汽车线束导线频域串扰的相关因素进行了讨论。混沌多项式展开法作为一种严密高效的统计分析方法,它利用正交多项式基对随机过程进行展开,再结合正交多项式的性质将随机过程所具有的随机特性转移到正交多项式系数上,进而通过正交多项式项及其系数的运算得到随机过程的相关统计特性。针对实际情况中由于捆绑安装、汽车运动状态和道路工况等原因造成的汽车线束分布参数和导线串扰所具有的随机性,采用混沌多项式展开法对汽车线束分布参数和时域与频域上的导线串扰在均值、均方差、合理变化范围,以及概率密度密度函数等方面进行统计特性预测。结合实际的14芯汽车线束模型,针对干扰线对地高度和受扰线对地高度,以及干扰线和受扰线的相对距离等变量的分布类型分别符合常见的高斯分布和均匀分布两种情况,利用混沌多项式展开法对汽车线束分布参数和导线串扰的统计特性进行了预测。其中,对汽车线束导线串扰的统计特性预测是从时域和频域两方面展开进行的。通过与广泛应用的蒙特卡洛法计算结果进行对比,验证了混沌多项式展开法在汽车线束分布参数和导线串扰统计特性预测方面的可靠性和高效性。