CN109753669B

CN109753669B - 一种整车接地点抗干扰性能的分析方法、装置和电子设备

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Publication number: CN109753669B
Application number: CN201711071212.9A
Authority: CN
Inventors: 江晨; 王洪武; 肖晶; 吴祯玮
Original assignee: SAIC Motor Corp Ltd
Current assignee: SAIC Motor Corp Ltd
Priority date: 2017-11-03
Filing date: 2017-11-03
Publication date: 2023-05-23
Anticipated expiration: 2037-11-03
Also published as: CN109753669A

Abstract

本发明提供在电磁波辐射下的一种接地点抗干扰性能的分析方法、装置和电子设备，本发明中基于流入与预设用电器一端连接的车身接地点的第一感应电流值和流入所述预设用电器的第二感应电流值的大小比较结果，确定所述车身接地点的抗干扰性能。抗干扰性能的分析结果中不再掺杂人工的主观评判，进而使得评判接地点的抗干扰能力的强弱结果分析更准确。

Description

一种整车接地点抗干扰性能的分析方法、装置和电子设备

技术领域

本发明涉及电磁兼容领域，更具体的说，涉及一种整车接地点抗干扰性能的分析方法、装置和电子设备。

背景技术

随着车载电子器件的种类越来越丰富，就伴随着越来越严酷的整车电磁兼容问题需要解决。车内接地点的性能好坏直接关系到用电器的性能，且是影响整车电磁兼容性的一个重要因素。评判接地点好坏的一个重要目标是判断接地点的抗干扰能力的强弱。

而目前评判接地点的抗干扰能力的强弱是通过用电器的性能好坏并结合经验间接的进行评估。比如通过可以试听车内的调频FM广播的杂音是否影响使用等方法来评估接地点的抗干扰能力的强弱。

上述这种评判接地点的抗干扰能力的强弱的方法需要人工主观评判，容易导致评判接地点的抗干扰能力的强弱结果分析不准确。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种整车接地点抗干扰性能的分析方法、装置和电子设备，以解决现有技术中评判接地点的抗干扰能力的强弱结果分析不准确的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

一种整车接地点抗干扰性能的分析方法，包括：

建立仿真模型；其中，仿真模型包括整车模型、线束模型、辐射天线模型和用电器模型；

对所述仿真模型进行剖分，得到网格模型；

对所述网格模型中的线束模型构建电路特性，生成仿真计算模型；

根据所述仿真计算模型，计算得到流入与预设用电器一端连接的车身接地点的第一感应电流值和流入所述预设用电器的第二感应电流值；

基于所述第一感应电流值和所述第二感应电流值的大小比较结果，确定所述车身接地点的抗干扰性能。

优选地，基于所述第一感应电流值和所述第二感应电流值的大小比较结果，确定所述车身接地点的抗干扰性能，包括：

当所述第一感应电流值大于所述第二感应电流值时，确定所述车身接地点的抗干扰性能可靠；

当所述第一感应电流值小于所述第二感应电流值时，确定所述车身接地点的抗干扰性能不可靠。

优选地，根据所述仿真计算模型，计算得到流入与预设用电器一端连接的车身接地点的第一感应电流值和流入所述预设用电器的第二感应电流值，包括：

获取所述仿真计算模型中每个用电器的负载值、每段线束的等效负载值以及每个车身接地点在所述仿真计算模型中的位置；

基于每个用电器模型的负载值、每段线束的等效负载值、每个车身接地点在所述仿真计算模型中的位置以及所述仿真计算模型的网格结构，采用电磁仿真算法，计算得到所述第一感应电流值和所述第二感应电流值。

优选地，

当所述第一感应电流值大于所述第二感应电流值时，还包括：

确定与所述预设用电器一端连接的车身接地点为抗扰性能合格的车辆接地点；

当所述第一感应电流值小于所述第二感应电流值时，还包括：

更换与所述预设用电器一端连接的车身接地点的位置。

优选地，对所述仿真模型进行剖分，得到网格模型，包括：

采用网格剖分算法，对所述仿真模型进行网格剖分，得到所述网格模型。

一种整车接地点抗干扰性能的分析装置，包括：

模型建立单元，用于建立仿真模型；其中，仿真模型包括整车模型、线束模型、辐射天线模型和用电器模型；

网格剖分单元，用于对所述仿真模型进行剖分，得到网格模型；

支路构建单元，用于对所述网格模型中的线束模型构建电路特性，生成仿真计算模型；

计算单元，用于根据所述仿真计算模型，计算得到流入与预设用电器一端连接的车身接地点的第一感应电流值和流入所述预设用电器的第二感应电流值；

第一确定单元，用于基于所述第一感应电流值和所述第二感应电流值的大小比较结果，确定所述车身接地点的抗干扰性能。

优选地，所述第一确定单元包括：

第一确定子单元，用于当所述第一感应电流值大于所述第二感应电流值时，确定所述车身接地点的抗干扰性能可靠；

第二确定子单元，用于当所述第一感应电流值小于所述第二感应电流值时，确定所述车身接地点的抗干扰性能不可靠。

优选地，所述计算单元包括：

获取子单元，用于获取所述仿真计算模型中每个用电器的负载值、每段线束的等效负载值以及每个车身接地点在所述仿真计算模型中的位置；

电流计算子单元，用于基于每个用电器模型的负载值、每段线束的等效负载值、每个车身接地点在所述仿真计算模型中的位置以及所述仿真计算模型的网格结构，采用电磁仿真算法，计算得到所述第一感应电流值和所述第二感应电流值。

优选地，还包括：

第二确定单元，用于当所述第一感应电流值大于所述第二感应电流值时，确定与所述预设用电器一端连接的车身接地点为抗扰性能合格的车辆接地点；

更换单元，用于更换与所述预设用电器一端连接的车身接地点的位置。

优选地，所述网格剖分单元包括：

网格剖分子单元，用于采用网格剖分算法，对所述仿真模型进行网格剖分，得到所述网格模型。

一种电子设备，包括：存储器和处理器；

其中，所述存储器用于存储程序；

处理器用于调用程序，其中，所述程序用于：

对所述仿真模型进行剖分，得到网格模型；

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明提供一种整车接地点抗干扰性能的分析方法、装置和电子设备，本发明中基于流入与预设用电器一端连接的车身接地点的第一感应电流值和流入所述预设用电器的第二感应电流值的大小比较结果，确定所述车身接地点的抗干扰性能。抗干扰性能的分析结果中不再掺杂人工的主观评判，进而使得评判接地点的抗干扰能力的强弱结果分析更准确。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种接地点抗干扰性能的分析方法的方法流程图；

图2为本发明提供的整车电磁兼容性抗干扰测试的场景示意图；

图3为本发明提供的电磁波传播示意图及线束的感应电流流向图；

图4为本发明提供的建模后的线束的结构示意图；

图5为本发明提供的网格剖分后的一段线束的结构示意图；

图6为本发明提供的一种感应电流值计算结果图；

图7为本发明提供的另一种感应电流值计算结果图；

图8为本发明提供的另一种抗干扰性能的分析方法的流程图；

图9为本发明提供的一种抗干扰性能的分析装置的结构示意图；

图10为本发明提供的另一种抗干扰性能的分析装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种整车接地点抗干扰性能的分析方法，参照图1，整车接地点抗干扰性能的分析方法可以包括：

S11、建立仿真模型；其中，仿真模型包括整车模型、线束模型、辐射天线模型和用电器模型；

具体的，为了能够对整车接地点的抗干扰性能进行分析，就需要建立仿真模型，其中，仿真模型是基于整车的电磁环境进行建立的。用电器模型也可以称为负载模型，为车内的用电器或负载。

具体的，整车的电磁环境复杂，具体的整车电磁环境，可以参照图2和图3对应的解释说明。

图2中，是对车辆进行电磁兼容性EMC抗扰测试，是现有评估车身接地点抗扰性能的间接方式，能够起到对比分析的作用，且为了统一评判的标准，车身接地点的干扰感应电流的大小的判断需要依照整车辐射抗扰的测试方法进行建模仿真。

其中，需要说明的是，图2中，辐射天线与车身的相对位置可以采用图2中的辐射天线与车身的相对位置，图中的8为参考点。此外，还可以采用其他辐射天线与车身的相对位置。

在辐射天线的辐射下，电磁波在车体、线束、各用电器，也称为负载，之间发生反射，耦合以及二次辐射等，进而电磁环境复杂。其中，耦合至线束的感应电流也会向各个路径进行流动，根据欧姆定律，路径阻抗越低，感应电流越大，而车身接地点的位置选取是为了使整车系统能够更好的泄放主要干扰感应电流，将干扰感应电流流入接地点，而不会流入用电器。

由于整车的电磁环境复杂，无法通过简单的计算，计算得到车身接地点的感应电流值。因此，需要对车辆进行建模仿真。

具体的，为了简化整车模型，使得计算量减少，但是又不影响仿真结果准确度的情况下，删减整车模型，使得整个车辆剩余车体、车辆内部的线束和车辆内部的用电器，对辐射天线、车体、车辆内部的线束和车辆内部的用电器进行建模，得到仿真模型，其中，在建模的过程中，需要使用图2中的天线辐射。具体的，车辆内部的线束的建模后的形状可以为图4中的形状。各种不同的线束的连接关系与原先在车辆内部的连接关系相同。

S12、对所述仿真模型进行剖分，得到网格模型；

可选的，在本实施例的基础上，步骤S12可以包括：

具体的，整车金属面较多，且局部金属面细节不能忽略，为了保证仿真结果的可靠性，使用专业的网格剖分软件，将天线、车体、线束和用电器的网格剖分至合适的大小。需要说明的是，网格大小与电磁频率、车体尺寸等有关，即根据电磁频率、车体尺寸等来设置网格大小。

S13、对所述网格模型中的线束模型构建电路特性，生成仿真计算模型；

具体的，网格剖分后，添加上负载和电流表后的局部示意图可以参照图5。

图5中，画出了一条线束，线束中间画出了线束的横截面示意图，横截面示意图中展示了该线束的类型，线束的左端点为电缆连接头cable connector 1。Pin1脚连接电流表P1，电流表P1连接的是负载EPS。

线束的右端点为电缆连接头cable connector 2。Pin1脚连接电流表P2，电流表P2连接的是车身接地点。

S14、根据所述仿真计算模型，计算得到流入与预设用电器一端连接的车身接地点的第一感应电流值和流入所述预设用电器的第二感应电流值；

具体的，预设用电器可以是整车模型中的任一用电器。如可以是图5中EPS，线束的一端连接有预设用电器，另一端连接有车身接地点。本步骤计算第一感应电流值和第二感应电流值是通过电磁仿真软件实现的。电磁仿真软件可以是FEKO三维全波电磁仿真软件。

S15、基于所述第一感应电流值和所述第二感应电流值的大小比较结果，确定所述车身接地点的抗干扰性能。

具体的，步骤S15可以包括：

具体的，当第一感应电流值大于所述第二感应电流值时，说明大部分电流流入到车身接地点中，没有流入到用电器负载中，进而不会影响负载的正常使用，说明车身接地点的抗干扰性能可靠。

当第一感应电流值小于所述第二感应电流值时，说明大部分电流流入到用电器负载中，没有流入到车身接地点中，进而会影响负载的正常使用，说明车身接地点的抗干扰性能不可靠。

进一步，当所述第一感应电流值大于所述第二感应电流值时，还包括：

更换与所述预设用电器一端连接的车身接地点的位置。

具体的，当车身接地点的抗干扰性能可靠时，说明该车身接地点为抗扰性合格的车辆接地点；当车身接地点的抗干扰性能不可靠时，说明该车身接地点为抗扰性不合格的车辆接地点，此时需要更换该车身接地点在车体中的位置，然后对更换后的车身接地点重新采用步骤S11-S15，确定该车身接地点的抗干扰性能。

参照图6和图7，图6中的结果为位置1处车身接地点处的第一感应电流值为-108.65dBA，负载端的第二感应电流值为-102.39dBA，即负载端的干扰电流大小大于车身接地端的干扰电流大小。存在干扰负载的风险。于是将车身接地点由位置1更改至位置2，得到的仿真结果如图7所示。车身接地点处的第一感应电流值为-111.39dBA负载端的第二感应电流值为-557.15dBA。可以得到车身接地点位置处的干扰电流大小大于负载端的干扰电流大小。就干扰电流而言，车身接地点在位置2处好于位置1处。

本实施例中，基于流入与预设用电器一端连接的车身接地点的第一感应电流值和流入所述预设用电器的第二感应电流值的大小比较结果，确定所述车身接地点的抗干扰性能。抗干扰性能的分析结果中不再掺杂人工的主观评判，进而使得评判接地点的抗干扰能力的强弱结果分析更准确。

可选的，在上述抗干扰性能的分析方法的实施例的基础上，参照图8，步骤S13可以包括:

S21、获取所述仿真计算模型中每个用电器的负载值、每段线束的等效负载值以及每个车身接地点在所述仿真计算模型中的位置；

具体的，由于整车模型是依据车辆进行建模的，因此，整车模型中每个用电器的负载值、每段线束的负载值以及每个车身接地点在所述整车模型中的负载值或位置可以从原先车辆的内部结构中获取即可。

S22、基于每个用电器模型的负载值、每段线束的等效负载值、每个车身接地点在所述仿真计算模型中的位置以及所述仿真计算模型的网格结构，采用电磁仿真算法，计算得到所述第一感应电流值和所述第二感应电流值。

具体的，电磁仿真算法可以是FEKO三维全波电磁仿真算法。

具体的，为了根据空间电磁场的分布计算出车身接地点和负载端的干扰电流，即第一感应电流值和第二感应电流值，首先根据EMC的测试标准确定整车电磁抗扰的环境。然后根据麦克斯韦方程组以及电荷守恒定律，可以得到电流连续性方程，如此只需提供电磁边界条件即可求得干扰电流。此计算方法是类似于计算偶极子天线的逆向过程，天线是通过电流分布求解电磁波，而接地位置的分析方法是通过电磁波求解电流分布。但是鉴于整车电磁环境复杂，无法通过自己分析解析得到接地点电流解，不得不借助电磁仿真软件进行计算。故而选择具有计算金属表面电流优势的FEKO进行计算。每个用电器的负载值、每段线束的负载值、每个车身接地点在所述整车模型中的位置以及所述剖分后的整车模型的网格结构可以作为求解的边界条件。最后从仿真结果分析线束上干扰电流串入负载端的多还是流入车身接地点的多。

本实施例中，给出了一种计算得到第一感应电流值和第二感应电流值的方法，可以采用本实施例中的方法，计算得到第一感应电流值和第二感应电流值，进能够分析车身接地点的抗干扰性能。

可选的，在上述抗干扰性能的分析方法的实施例的基础上，提供了一种整车接地点抗干扰性能的分析装置，参照图9，抗干扰性能的分析装置可以包括：

模型建立单元101，用于建立仿真模型；其中，仿真模型包括整车模型、线束模型、辐射天线模型和用电器模型；

网格剖分单元102，用于对所述仿真模型进行剖分，得到网格模型；

支路构建单元103，用于对所述网格模型中的线束模型构建电路特性，生成仿真计算模型；

计算单元104，用于根据所述仿真计算模型，计算得到流入与预设用电器一端连接的车身接地点的第一感应电流值和流入所述预设用电器的第二感应电流值；

第一确定单元105，用于基于所述第一感应电流值和所述第二感应电流值的大小比较结果，确定所述车身接地点的抗干扰性能。

进一步，所述第一确定单元105包括：

进一步，还包括：

进一步，所述网格剖分单元包括：

需要说明的是，本实施例中的各个单元和子单元的工作过程，请参照上述实施例中的相应说明，在此不再赘述。

可选的，在上述整车接地点抗干扰性能的分析装置的实施例的基础上，所述计算单元包括：

可选的，在上述整车接地点抗干扰性能的分析方法和装置的实施例的基础上，本发明的另一实施例提供了一种电子设备，包括：存储器和处理器；

其中，所述存储器用于存储程序；

处理器用于调用所述程序，其中，所述程序用于：

对所述仿真模型进行剖分，得到网格模型；

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种整车接地点抗干扰性能的分析方法，其特征在于，包括：

对所述仿真模型进行剖分，得到网格模型；

基于所述第一感应电流值和所述第二感应电流值的大小比较结果，确定所述车身接地点的抗干扰性能；

其中，根据所述仿真计算模型，计算得到流入与预设用电器一端连接的车身接地点的第一感应电流值和流入所述预设用电器的第二感应电流值，包括：

2.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，基于所述第一感应电流值和所述第二感应电流值的大小比较结果，确定所述车身接地点的抗干扰性能，包括：

3.根据权利要求2所述的分析方法，其特征在于，

更换与所述预设用电器一端连接的车身接地点的位置。

4.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，对所述仿真模型进行剖分，得到网格模型，包括：

5.一种整车接地点抗干扰性能的分析装置，其特征在于，包括：

第一确定单元，用于基于所述第一感应电流值和所述第二感应电流值的大小比较结果，确定所述车身接地点的抗干扰性能；

其中，所述计算单元包括：

6.根据权利要求5所述的分析装置，其特征在于，所述第一确定单元包括：

7.根据权利要求6所述的分析装置，其特征在于，还包括：

8.根据权利要求5所述的分析装置，其特征在于，所述网格剖分单元包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器和处理器；

其中，所述存储器用于存储程序；

处理器用于调用程序，其中，所述程序用于：

对所述仿真模型进行剖分，得到网格模型；

其中，根据所述仿真计算模型，计算得到流入与预设用电器一端连接的车身接地点的第一感应电流值和流入所述预设用电器的第二感应电流值，包括：获取所述仿真计算模型中每个用电器的负载值、每段线束的等效负载值以及每个车身接地点在所述仿真计算模型中的位置；基于每个用电器模型的负载值、每段线束的等效负载值、每个车身接地点在所述仿真计算模型中的位置以及所述仿真计算模型的网格结构，采用电磁仿真算法，计算得到所述第一感应电流值和所述第二感应电流值。