CN112986732B - 一种整车对人体电磁辐射的计算方法、装置及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种整车对人体电磁辐射的计算方法、装置及存储介质，该计算方法包括：零部件EMC测试、读取零部件的EMI强度数据、建立零部件四维电磁辐射模型、建立整车电气系统四维电磁辐射模型、采集典型环境电磁辐射数据、建立典型环境四维电磁辐射模型、计算车辆对人体的电磁辐射强度。该方案为汽车设计初期对整车的电磁辐射进行有效的计算和电磁兼容性分析提供了理论依据和数据参考，节约了设计成本，提高了研发效率，弥补了整车对人体电磁辐射数值计算方法的技术空白。
Description
技术领域
本申请涉及汽车对人体电磁辐射研究技术领域，尤其涉及一种整车对人体电磁辐射的计算方法、装置及计算机可读存储介质。
背景技术
20世纪以来，汽车电子技术飞速发展，汽车电动化、智能化、网联化程度越来越高，电力电子设备在汽车各系统中的应用急剧增长，汽车内部空间的电磁环境复杂程度、辐射强度也随之增高。相应的，汽车对驾乘人员人体的电磁辐射也日益严重。电磁辐射作用到人体会引起电磁辐射的生物效应，当电磁辐射强度超过一定数值，就可能引起人体的器官、组织所在的电磁场发生紊乱，进而引起人体的不适，甚至对器官、组织造成损坏。相关研究已经证明，电磁辐射与人的神经性疾病、心血管及人体器官功能异常存在非常高的关联度。
为了保证驾乘人员安全的乘坐环境，汽车研发生产的车型对人体产生的电磁辐射必须严格符合国际和国家标准中对人体所在电磁环境强度的限值要求。但是，在现在的汽车研发生产中,汽车研发机构和制造商仍是通过后验式设计方法对汽车的电磁兼容性进行设计改进，即在制造出样车后进行实车MEC(Electro Magnetic Compatibility，电磁兼容)测试的实验的方法来改进汽车的电磁兼容性，这种后验式设计方法发现存在着很大的问题：1、设计已经成型，再次整改可能需要对整个电气系统作出调整；2、如果采用增加电磁屏蔽结构的方法可能会对整车的结构造成影响；3、在汽车设计制造环节中会造成大量的人力、物力和时间成本的浪费。为减少浪费，节约成本，提高研发效率，整车的电磁兼容性应该在汽车设计初期对整车的电磁辐射进行有效的计算和电磁兼容性分析。然而，目前还没有成熟完整的方法可以完成在汽车设计初期对整车的电磁辐射进行有效的计算和电磁兼容性分析。
发明内容
本申请的至少一个目的是提出基于一种整车对人体电磁辐射的计算方法、计算装置及计算机可读介质，用于克服汽车研发制造中无法在汽车设计初期对整车的电磁辐射进行有效的计算和电磁兼容性分析等问题。
一方面，本发明提供了一种整车对人体电磁辐射的计算方法，包括：
S100，对每个待测零部件进行EMC测试，获得预设时间内所述每个待测零部件的不同工作负荷状态下前后、左右、上下六个测试方向上标准距离处的电磁辐射强度，所述待测零部件为具有电磁辐射的汽车电子零部件；
S200，读取所述待测零部件的EMI强度数据，所述EMI强度数据为在所述待测零部件每个所述工作负荷状态、每个所述测试方向组合的情况下，持续所述预设时间的所述待测零部件的电磁辐射强度的动态数据；
S300，根据所述EMI强度数据，建立每个所述待测零部件前后、左右、上下六个方向的空间三维电磁辐射模型，加入时间维度建立每个所述待测零部件的四维电磁辐射模型；
S400，获取整车参数，建立车身和底盘对电磁辐射的三维电磁阻尼模型，将所述三维电磁阻尼模型和每个所述待测零部件的四维电磁辐射模型耦合，获得整车电气系统四维电磁辐射模型；
S500，获取典型环境中，整车的前后、左右、上方五个平面的采样点的所述预设时间内的环境电磁辐射强度动态数据；
S600，根据所述环境电磁辐射强度动态数据，建立整车的前后、左右、上方五个平面的辐射模型，加入时间维度建立整车在典型环境中的环境四维电磁辐射模型；
S700，根据驾乘人员在整车坐标系中的几何坐标，通过所述整车电气系统四维电磁辐射模型和所述环境四维电磁辐射模型，得到车辆对人体的特定位置点的人体电磁辐射数据；
其中，步骤S500和步骤S600位于步骤S700之前，但与步骤S100-S400并无时序先后关系。
可选地，所述不同工作负荷状态包括待机状态、25％负荷状态、50％负荷状态、75％负荷状态、满载工作负荷状态；
每个所述测试方向上标准距离处的电磁辐射强度为在该方向的正前、正前偏左45度、正前偏右45度三个角度上选取距离所述待测零部件标准距离的三个测试位置的测试结果的算术均方根。
可选地，所述待测零部件的所述空间三维电磁辐射模型中，以所述待测零部件几何中心作为第一原点，前向过所述第一原点方向为第一x轴正方向，右向过所述第一原点方向为第一y轴正方向，垂直于第一x轴、第一y轴所在平面向上且过所述第一原点的方向为第一z轴正方向，所述待测零部件的四维电磁辐射模型数学表达式为：
式中，S为待测零部件四维电磁辐射强度，Sxt为点在第一x轴分量上，t时刻待测零部件的电磁辐射强度，Syt为点在第一y轴分量上，t时刻的待测零部件的电磁辐射强度，Szt为点在第一z轴分量上，t时刻的待测零部件的电磁辐射强度；
Sxt0为待测零部件在第一x轴方向标准距离处的电磁辐射强度，
为待测零部件在第一x轴正方向标准距离处的电磁辐射强度，
为待测零部件在第一x轴负方向标准距离处的电磁辐射强度，Syt0为待测零部件在第一y轴方向标准距离处的电磁辐射强度，
为待测零部件在第一y轴正方向标准距离处的电磁辐射强度，
为待测零部件在第一y轴负方向标准距离处的电磁辐射强度，Szt0为待测零部件在第一z轴方向标准距离处的电磁辐射强度，
为待测零部件在第一z轴正方向标准距离处的电磁辐射强度，
为待测零部件在第一z轴负方向标准距离处的电磁辐射强度；
TS为电磁辐射传递函数，A0为所述待测零部件在EMC测试对应方向的表面积，λ为所述待测零部件的电磁辐射波形波长，L为辐射计算点与所述待测零部件的第一原点的距离。
可选地，所述整车参数包括：整车整体几何参数、车身和底盘几何参数、待测零部件的几何安装参数、整车电磁屏蔽结构参数；
所述车身和底盘对电磁辐射的三维电磁阻尼模型以整车前端中点作为第二原点，前向过第二原点方向为第二x轴正方向，右向过第二原点方向为第二y轴正方向，垂直于第二x轴、第二y轴所在平面向上且过第二原点的方向为第二z轴正方向；
将所述三维电磁阻尼模型和每个所述待测零部件的四维电磁辐射模型耦合后，得到整车电气系统四维电磁辐射模型数学表达式为：
式中，V为整车电气系统四维电磁辐射强度，SVi为在所述整车坐标系中待测零部件i的电磁辐射强度，Si为待测零部件i的四维电磁辐射强度，R为车身、底盘对电磁辐射的三维电磁阻尼作用，γv为车身结构的电阻率，Hv为车身结构与形状相关的电阻系数，rλ为车身结构与电磁辐射波形波长相关的电阻系数。
可选地，所述典型环境包括：城郊环境、城市道路环境、高速环境、充电站环境、无轨电车用电网环境。
可选地，所述的典型环境四维电磁辐射模型中，以整车前端中点作为第三原点，前向过第三原点方向为第三x轴正方向，右向过第三原点方向为第三y轴正方向，垂直于第三x轴、第三y轴所在平面向上且过第三原点的方向为第三z轴正方向；所述的典型环境四维电磁辐射模型数学表达式为：
式中，G为环境四维电磁辐射强度，Gxt为点在第三x轴分量上，t时刻环境的电磁辐射强度，Gyt为点在第三x轴分量上，t时刻环境的电磁辐射强度，Gzt为点在第三x轴分量上，t时刻环境的电磁辐射强度；Gxt0为环境在第三x轴方向标准距离的电磁辐射强度,
为环境在第三x轴正方向标准距离的电磁辐射强度，
为环境在第三x轴负方向标准距离的电磁辐射强度，Gyt0为环境在第三y轴方向标准距离的电磁辐射强度，
为环境在第三y轴正方向标准距离的电磁辐射强度，
为环境在第三y轴负方向标准距离的电磁辐射强度，Gzt0为环境在第三z轴方向标准距离的电磁辐射强度。
可选地，所述整车坐标系是以整车前端中点作为第四原点，前向过第四原点方向为第四x轴正方向，右向过第四原点方向为第四y轴正方向，垂直于第四x轴、第四y轴所在平面向上且过第四原点的方向为第四z轴正方向；所述的特定位置点包括头部、前胸、腹部、裆部、腿部的几何中心点。
可选地，其特征在于，所述预设时间为60秒，所述标准距离为1米。
另一方面，本发明还提供了一种整车对人体电磁辐射的计算装置，包括：
零部件EMC测试模块，配置为：对每个待测零部件进行EMC测试，获得预设时间内所述每个待测零部件的不同工作负荷状态下前后、左右、上下六个测试方向上标准距离处的电磁辐射强度，所述待测零部件为具有电磁辐射的汽车电子零部件；
EMI强度数据读取装置，配置为：读取所述待测零部件的EMI强度数据，所述EMI强度数据为在所述待测零部件每个所述工作负荷状态、每个所述测试方向组合的情况下，持续所述预设时间的所述待测零部件的电磁辐射强度的动态数据；
零部件四维电磁辐射模型建立模块，配置为：根据所述EMI强度数据，建立每个所述待测零部件前后、左右、上下六个方向的空间三维电磁辐射模型，加入时间维度建立每个所述待测零部件的四维电磁辐射模型；
整车电气系统四维电磁辐射模型建立模块，配置为：获取整车参数，建立车身和底盘对电磁辐射的三维电磁阻尼模型，将所述三维电磁阻尼模型和每个所述待测零部件的四维电磁辐射模型耦合，获得整车电气系统四维电磁辐射模型；
典型环境电磁辐射数据采集模块，配置为：获取典型环境中，整车的前后、左右、上方五个平面的采样点的所述预设时间内的环境电磁辐射强度动态数据；
典型环境四维电磁辐射模型建立模块，配置为：根据所述环境电磁辐射强度动态数据，建立整车的前后、左右、上方五个平面的辐射模型，加入时间维度建立整车在典型环境中的环境四维电磁辐射模型；
车辆对人体的电磁辐射强度计算模块，配置为：根据驾乘人员在整车坐标系中的几何坐标，通过所述整车电气系统四维电磁辐射模型和所述环境四维电磁辐射模型，得到车辆对人体的特定位置点的人体电磁辐射数据。
再一方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理执行时实现上述整车对人体电磁辐射的计算方法。
本发明提供的整车对人体电磁辐射的计算方法、装置及计算机可读存储介质至少具有如下技术效果：本发明的方案是基于零部件EMC测试，得到整车对人体电磁辐射，其是在零部件EMC测试基础上综合车身结构对电磁辐射的阻尼作用建立了整车电气系统四维电磁辐射模型，最终和典型环境电磁辐射耦合，根据人体位置即可计算出车内驾乘人员所在位置的电磁辐射强度，可以完成在汽车设计初期对整车的电磁辐射进行有效的计算和电磁兼容性分析，用于克服汽车研发制造中存在无法在汽车设计初期对整车的电磁辐射进行有效的计算和电磁兼容性分析等不足，节约了设计成本，提高了研发效率，弥补了现在整车对人体电磁辐射数值计算方法的技术空白。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本发明一个实施例的整车对人体电磁辐射的计算方法的流程图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。
在图1所示的实施例中，整车对人体电磁辐射的计算方法包括如下步骤：
S100，零部件EMC测试步骤，具体可以为：对每个待测零部件进行EMC测试，获得预设时间内每个待测零部件的不同工作负荷状态下前后、左右、上下六个测试方向上标准距离处的电磁辐射强度，待测零部件为具有电磁辐射的汽车电子零部件；
S200，获取零部件电磁辐射强度步骤，具体可以为：读取待测零部件的EMI强度数据，EMI强度数据为在待测零部件每个工作负荷状态、每个测试方向组合的情况下，持续预设时间的待测零部件的电磁辐射强度的动态数据；
S300，建立零部件四维电磁辐射模型步骤，具体可以为：根据EMI强度数据，建立每个待测零部件前后、左右、上下六个方向的空间三维电磁辐射模型，加入时间维度建立每个待测零部件的四维电磁辐射模型；在本发明的实施例中，前后、左右、上下的方向可以任意确定，例如，其“前”方向并不局限于汽车前进方向，其“下”方向也不局限于重力方向。因此，即使其采用了不同的三维坐标系，也可以达到将待测零部件的所有辐射方向数据进行采集的目的，也并不影响在S400中根据待测零部件在汽车中的安装位置进行最终耦合。
S400，建立整车电气系统四维电磁辐射模型步骤，具体可以为：获取整车参数，建立车身和底盘对电磁辐射的三维电磁阻尼模型，将三维电磁阻尼模型和每个待测零部件的四维电磁辐射模型耦合，获得整车电气系统四维电磁辐射模型；
S500，采集典型环境电磁辐射步骤，具体可以为：获取典型环境中，整车的前后、左右、上方五个平面(在汽车领域，可以将汽车车内乘坐空间简化为长方体，此处的五个平面均可以为简化后的长方体的平面，简化过程为汽车领域技术人员所熟知，在此不做赘述)的采样点(可以在平面上选取多个采样点，优选地，采样点可以为五个平面的中点，这样更为简单方便)的预设时间内的环境电磁辐射强度动态数据；
S600，建立典型环境四维电磁辐射模型步骤，具体可以为：根据环境电磁辐射强度动态数据，建立整车的前后、左右、上方五个平面的辐射模型，加入时间维度建立整车在典型环境中的环境四维电磁辐射模型；
S700，计算车辆对人体的电磁辐射强度步骤，具体可以为：根据驾乘人员在整车坐标系中的几何坐标，通过整车电气系统四维电磁辐射模型和环境四维电磁辐射模型，得到车辆对人体的特定位置点的人体电磁辐射数据；也可以理解为，将所要计算位置点的几何坐标代入上述的整车电气系统四维电磁辐射模型和环境四维电磁辐射模型就能计算出车辆对人体的特定位置点的人体电磁辐射数据，这个过程可以利用MATLAB数学计算软件完成。
其中，步骤S500和步骤S600位于步骤S700之前，但与步骤S100-S400并无时序先后关系。也就是说，在一些实施例中，步骤S500、S600可以先于步骤S100执行，也可以在步骤S400执行完毕后执行，S500、S600也可以整体上与S100-S400并列执行(当然，在其内部，S100、S200、S300、S400可以有先后执行顺序，S500、S600可以有先后执行顺序)，但S100-S600均要在步骤S700之前执行完毕。
对S100，需要理解的是，电磁辐射强度包含两个内容：辐射电场强度和辐射磁场强度。测试电磁辐射强度的设备可以为场强探头和接收天线测量，这些设备可以直接读取到电场强度、磁场强度的数据，单位分别为V/m、A/m，辐射强度等于电场强度与磁场强度平方和的根。
在图1所示的实施例中，不同工作负荷状态包括待机状态、25％负荷状态、50％负荷状态、75％负荷状态、满载工作负荷状态；每个测试方向上标准距离处的电磁辐射强度为在该方向的正前、正前偏左45度、正前偏右45度三个角度上选取距离待测零部件标准距离的三个测试位置(三个测试位置与原点的连线可以均在同一平面)的测试结果的算术均方根。在本发明的一个实施例中，X正向/负向的偏左45度、偏右45度的位置点，可以均在XZ平面上；Y正向/负向的偏左45度、偏右45度的位置点，可以均在XY平面上；Z正向/负向的偏左45度、偏右45度的位置点，可以均在XZ平面上。需要理解的是，此处的距离待测零部件标准距离，可以指与待测件零部件的几何中心的标准距离，其坐标系可以与S300中待测零部件的空间三维电磁辐射模型的坐标系一致。
在图1所示的实施例中，预设时间可以大于辐射环境的变化周期，由于辐射环境变化周期小于60秒，所以可以选择60秒为预设时间。在本发明的另一个实施例中，标准距离可以为1米。
在本发明的一个实施例中，待测零部件的空间三维电磁辐射模型中，以待测零部件几何中心作为第一原点，前向(可以理解为汽车前进方向)过第一原点方向为第一x轴正方向，右向过第一原点方向为第一y轴正方向，垂直于第一x轴、第一y轴所在平面向上且过第一原点的方向为第一z轴正方向，待测零部件的四维电磁辐射模型数学表达式为：
式中，S为待测零部件四维电磁辐射强度，Sxt为点在第一x轴分量上，t时刻待测零部件的电磁辐射强度，Syt为点在第一y轴分量上，t时刻的待测零部件的电磁辐射强度，Szt为点在第一z轴分量上，t时刻的待测零部件的电磁辐射强度；
Sxt0为待测零部件在第一x轴方向标准距离处的电磁辐射强度，
为待测零部件在第一x轴正方向标准距离处的电磁辐射强度，
为待测零部件在第一x轴负方向标准距离处的电磁辐射强度，Syt0为待测零部件在第一y轴方向标准距离处的电磁辐射强度，
为待测零部件在第一y轴正方向标准距离处的电磁辐射强度，
为待测零部件在第一y轴负方向标准距离处的电磁辐射强度，Szt0为待测零部件在第一z轴方向标准距离处的电磁辐射强度，
为待测零部件在第一z轴正方向标准距离处的电磁辐射强度，
为待测零部件在第一z轴负方向标准距离处的电磁辐射强度；
TS为电磁辐射传递函数(是由电磁辐射强度测试原始数据计算出空间任一点电磁辐射强度的基础，可以理解为空间任一点电磁辐射强度与实验测试得到的电磁辐射强度之间的关系式)，关于
其数学原理如下：
设：接收处辐射强度Ex,接收处辐射功率Px
已知：发射处辐射强度E0
发射功率P1与发射处辐射强度E0关系：
求传递函数TS：
所以得：
A0为待测零部件在EMC测试对应方向的表面积(可以理解为待测零部件在对应方向上的投影面积)，λ为待测零部件的电磁辐射波形波长，L为辐射计算点与待测零部件的第一原点的距离。
需要理解的是，待测零部件的四维电磁辐射模型数学表达式是离散化的函数表达式，没有简单的相加，含义可以理解为：在一个三维空间分布的很多点的合集，而每个点的大小又会根据时间变化。公式中t＝1处，1可表示1个单位时间，该单位时间可以是比1s(1秒)更小的单位，它跟实验采样时间有关，∑上限可以理解为测试时间内含有的单位时间的总数量，这与应用的时候需要计算的时间有关。比如，确定测试1小时，测试时间步长即单位时间为0.01s，则∑上限为360000。
在本发明的另一个实施例中，整车参数包括：整车整体几何参数、车身和底盘几何参数、待测零部件的几何安装参数、整车电磁屏蔽结构参数；
车身和底盘对电磁辐射的三维电磁阻尼模型以整车前端中点作为第二原点，前向过第二原点方向为第二x轴正方向，右向过第二原点方向为第二y轴正方向，垂直于第二x轴、第二y轴所在平面向上且过第二原点的方向为第二z轴正方向，在本发明的一个实施例中，“整车前端中点”可以为汽车几何前端中点；
将三维电磁阻尼模型和每个待测零部件的四维电磁辐射模型耦合后，得到整车电气系统四维电磁辐射模型数学表达式为：
式中，V为整车电气系统四维电磁辐射强度，SVi为在整车坐标系中待测零部件i的电磁辐射强度，Si为待测零部件i的四维电磁辐射强度，R为车身、底盘对电磁辐射的三维电磁阻尼作用，γv为车身结构的电阻率，Hv为车身结构与形状相关的电阻系数，rλ为车身结构与电磁辐射波形波长相关的电阻系数。
此处的耦合可以理解为把相关模型按照在整车三维空间的分布位置整合到一起，即将三维电磁阻尼模型和每个待测零部件的四维电磁辐射模型的坐标原点替换为在整车坐标中坐标值。
需要理解的是，在整车电气系统四维电磁辐射模型数学表达式的三行公式中，第一行公式可理解为整车空间任一点的电磁辐射强度，数学意义上，为每个待测零部件的电磁辐射强度的平方和求根，即求和符号的上限可以为i＝n，n为待测零部件的数量。第三行公式的参数可以根据材料、结构直接获取，本申请不再赘述。
对于步骤S400，典型环境包括但不限于：城郊环境、城市道路环境、高速环境、充电站环境、无轨电车用电网环境。典型环境四维电磁辐射模型中，以整车前端中点作为第三原点，前向过第三原点方向为第三x轴正方向，右向过第三原点方向为第三y轴正方向，垂直于第三x轴、第三y轴所在平面向上且过第三原点的方向为第三z轴正方向；典型环境四维电磁辐射模型数学表达式为：
式中，G为环境四维电磁辐射强度，Gxt为点在第三x轴分量上，t时刻环境的电磁辐射强度，Gyt为点在第三x轴分量上，t时刻环境的电磁辐射强度，Gzt为点在第三x轴分量上，t时刻环境的电磁辐射强度；Gxt0为环境在第三x轴方向标准距离的电磁辐射强度,
为环境在第三x轴正方向标准距离的电磁辐射强度，
为环境在第三x轴负方向标准距离的电磁辐射强度，Gyt0为环境在第三y轴方向标准距离的电磁辐射强度，
为环境在第三y轴正方向标准距离的电磁辐射强度，
为环境在第三y轴负方向标准距离的电磁辐射强度，Gzt0为环境在第三z轴方向标准距离的电磁辐射强度。
在本发明的一个实施例中，整车坐标系是以整车前端中点作为第四原点，前向过第四原点方向为第四x轴正方向，右向过第四原点方向为第四y轴正方向，垂直于第四x轴、第四y轴所在平面向上且过第四原点的方向为第四z轴正方向；特定位置点包括头部、前胸、腹部、裆部、腿部的几何中心点。在本发明的一个实施例中，“整车前端中点”可以为汽车几何前端中点，“前向”可以为汽车前进方向。相应的，“左向”、“右向”为以汽车前进方向为参考的左右方向，即驾驶员面朝汽车前进方向，其左右方向分别为“左向”、“右向”。
本发明还提供了一种整车对人体电磁辐射的计算装置，包括：
零部件EMC测试模块，配置为：对每个待测零部件进行EMC测试，获得预设时间内每个待测零部件的不同工作负荷状态下前后、左右、上下六个测试方向上标准距离处的电磁辐射强度，待测零部件为具有电磁辐射的汽车电子零部件；
EMI强度数据读取装置，配置为：读取待测零部件的EMI强度数据，EMI强度数据为在待测零部件每个工作负荷状态、每个测试方向组合的情况下，持续预设时间的待测零部件的电磁辐射强度的动态数据；
零部件四维电磁辐射模型建立模块，配置为：根据EMI强度数据，建立每个待测零部件前后、左右、上下六个方向的空间三维电磁辐射模型，加入时间维度建立每个待测零部件的四维电磁辐射模型；
整车电气系统四维电磁辐射模型建立模块，配置为：获取整车参数，建立车身和底盘对电磁辐射的三维电磁阻尼模型，将三维电磁阻尼模型和每个待测零部件的四维电磁辐射模型耦合，获得整车电气系统四维电磁辐射模型；
典型环境电磁辐射数据采集模块，配置为：获取典型环境中，整车的前后、左右、上方五个平面的中点的预设时间内的环境电磁辐射强度动态数据；
典型环境四维电磁辐射模型建立模块，配置为：根据环境电磁辐射强度动态数据，建立整车的前后、左右、上方五个平面的辐射模型，加入时间维度建立整车在典型环境中的环境四维电磁辐射模型；
车辆对人体的电磁辐射强度计算模块，配置为：根据驾乘人员在整车坐标系中的几何坐标，通过整车电气系统四维电磁辐射模型和环境四维电磁辐射模型，得到车辆对人体的特定位置点的人体电磁辐射数据。
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理执行时实现本发明提供的整车对人体电磁辐射的计算方法。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种整车对人体电磁辐射的计算方法，其特征在于，包括：
S100，对每个待测零部件进行EMC测试，获得预设时间内所述每个待测零部件的不同工作负荷状态下前后、左右、上下六个测试方向上标准距离处的电磁辐射强度，所述待测零部件为具有电磁辐射的汽车电子零部件；
S200，读取所述待测零部件的EMI强度数据，所述EMI强度数据为在所述待测零部件每个所述工作负荷状态、每个所述测试方向组合的情况下，持续所述预设时间的所述待测零部件的电磁辐射强度的动态数据；
S300，根据所述EMI强度数据，建立每个所述待测零部件前后、左右、上下六个方向的空间三维电磁辐射模型，加入时间维度建立每个所述待测零部件的四维电磁辐射模型；
S400，获取整车参数，建立车身和底盘对电磁辐射的三维电磁阻尼模型，将所述三维电磁阻尼模型和每个所述待测零部件的四维电磁辐射模型耦合，获得整车电气系统四维电磁辐射模型；
S500，获取典型环境中，整车的前后、左右、上方五个平面的采样点的所述预设时间内的环境电磁辐射强度动态数据；
S600，根据所述环境电磁辐射强度动态数据，建立整车的前后、左右、上方五个平面的辐射模型，加入时间维度建立整车在典型环境中的环境四维电磁辐射模型；
S700，根据驾乘人员在整车坐标系中的几何坐标，通过所述整车电气系统四维电磁辐射模型和所述环境四维电磁辐射模型，得到车辆对人体的特定位置点的人体电磁辐射数据；
其中，步骤S500和步骤S600位于步骤S700之前，但与步骤S100-S400并无时序先后关系，步骤S100-S400位于步骤S700之前。
2.如权利要求1所述的计算方法，其特征在于，所述不同工作负荷状态包括待机状态、25％负荷状态、50％负荷状态、75％负荷状态、满载工作负荷状态；
每个所述测试方向上标准距离处的电磁辐射强度为在该方向的正前、正前偏左45度、正前偏右45度三个角度上选取距离所述待测零部件标准距离的三个测试位置的测试结果的算术均方根。
3.如权利要求1所述的计算方法，其特征在于，
所述待测零部件的所述空间三维电磁辐射模型中，以所述待测零部件几何中心作为第一原点，前向过所述第一原点方向为第一x轴正方向，右向过所述第一原点方向为第一y轴正方向，垂直于第一x轴、第一y轴所在平面向上且过所述第一原点的方向为第一z轴正方向，所述待测零部件的四维电磁辐射模型数学表达式为：
式中，S为待测零部件四维电磁辐射强度，Sxt为点在第一x轴分量上，t时刻待测零部件的电磁辐射强度，Syt为点在第一y轴分量上，t时刻的待测零部件的电磁辐射强度，Szt为点在第一z轴分量上，t时刻的待测零部件的电磁辐射强度；
Sxt0为待测零部件在第一x轴方向标准距离处的电磁辐射强度，
为待测零部件在第一x轴正方向标准距离处的电磁辐射强度，
为待测零部件在第一x轴负方向标准距离处的电磁辐射强度，Syt0为待测零部件在第一y轴方向标准距离处的电磁辐射强度，
为待测零部件在第一y轴正方向标准距离处的电磁辐射强度，
为待测零部件在第一y轴负方向标准距离处的电磁辐射强度，Szt0为待测零部件在第一z轴方向标准距离处的电磁辐射强度，
为待测零部件在第一z轴正方向标准距离处的电磁辐射强度，
为待测零部件在第一z轴负方向标准距离处的电磁辐射强度；
TS为电磁辐射传递函数，A0为所述待测零部件在EMC测试对应方向的表面积，λ为所述待测零部件的电磁辐射波形波长，L为辐射计算点与所述待测零部件的第一原点的距离。
4.如权利要求3所述的计算方法，其特征在于，
所述整车参数包括：整车整体几何参数、车身和底盘几何参数、待测零部件的几何安装参数、整车电磁屏蔽结构参数；
所述车身和底盘对电磁辐射的三维电磁阻尼模型以整车前端中点作为第二原点，前向过第二原点方向为第二x轴正方向，右向过第二原点方向为第二y轴正方向，垂直于第二x轴、第二y轴所在平面向上且过第二原点的方向为第二z轴正方向；
将所述三维电磁阻尼模型和每个所述待测零部件的四维电磁辐射模型耦合后，得到整车电气系统四维电磁辐射模型数学表达式为：
式中，V为整车电气系统四维电磁辐射强度，SVi为在所述整车坐标系中待测零部件i的电磁辐射强度，Si为待测零部件i的四维电磁辐射强度，R为车身、底盘对电磁辐射的三维电磁阻尼作用，γv为车身结构的电阻率，Hv为车身结构与形状相关的电阻系数，rλ为车身结构与电磁辐射波形波长相关的电阻系数。
5.如权利要求4所述的计算方法，其特征在于，
所述典型环境包括：城郊环境、城市道路环境、高速环境、充电站环境、无轨电车用电网环境。
6.如权利要求5所述的计算方法，其特征在于，
所述的典型环境四维电磁辐射模型中，以整车前端中点作为第三原点，前向过第三原点方向为第三x轴正方向，右向过第三原点方向为第三y轴正方向，垂直于第三x轴、第三y轴所在平面向上且过第三原点的方向为第三z轴正方向；所述的典型环境四维电磁辐射模型数学表达式为：
式中，G为环境四维电磁辐射强度，Gxt为点在第三x轴分量上，t时刻环境的电磁辐射强度，Gyt为点在第三x轴分量上，t时刻环境的电磁辐射强度，Gzt为点在第三x轴分量上，t时刻环境的电磁辐射强度；Gxt0为环境在第三x轴方向标准距离的电磁辐射强度,
为环境在第三x轴正方向标准距离的电磁辐射强度，
为环境在第三x轴负方向标准距离的电磁辐射强度，Gyt0为环境在第三y轴方向标准距离的电磁辐射强度，
为环境在第三y轴正方向标准距离的电磁辐射强度，
为环境在第三y轴负方向标准距离的电磁辐射强度，Gzt0为环境在第三z轴方向标准距离的电磁辐射强度。
7.如权利要求1所述的计算方法，其特征在于，
所述整车坐标系是以整车前端中点作为第四原点，前向过第四原点方向为第四x轴正方向，右向过第四原点方向为第四y轴正方向，垂直于第四x轴、第四y轴所在平面向上且过第四原点的方向为第四z轴正方向；所述的特定位置点包括头部、前胸、腹部、裆部、腿部的几何中心点。
8.如权利要求1-7任一项所述的计算方法，其特征在于，所述预设时间为60秒，所述标准距离为1米。
9.一种整车对人体电磁辐射的计算装置，其特征在于，包括：
零部件EMC测试模块，配置为：对每个待测零部件进行EMC测试，获得预设时间内所述每个待测零部件的不同工作负荷状态下前后、左右、上下六个测试方向上标准距离处的电磁辐射强度，所述待测零部件为具有电磁辐射的汽车电子零部件；
EMI强度数据读取装置，配置为：读取所述待测零部件的EMI强度数据，所述EMI强度数据为在所述待测零部件每个所述工作负荷状态、每个所述测试方向组合的情况下，持续所述预设时间的所述待测零部件的电磁辐射强度的动态数据；
零部件四维电磁辐射模型建立模块，配置为：根据所述EMI强度数据，建立每个所述待测零部件前后、左右、上下六个方向的空间三维电磁辐射模型，加入时间维度建立每个所述待测零部件的四维电磁辐射模型；
整车电气系统四维电磁辐射模型建立模块，配置为：获取整车参数，建立车身和底盘对电磁辐射的三维电磁阻尼模型，将所述三维电磁阻尼模型和每个所述待测零部件的四维电磁辐射模型耦合，获得整车电气系统四维电磁辐射模型；
典型环境电磁辐射数据采集模块，配置为：获取典型环境中，整车的前后、左右、上方五个平面的采样点的所述预设时间内的环境电磁辐射强度动态数据；
典型环境四维电磁辐射模型建立模块，配置为：根据所述环境电磁辐射强度动态数据，建立整车的前后、左右、上方五个平面的辐射模型，加入时间维度建立整车在典型环境中的环境四维电磁辐射模型；
车辆对人体的电磁辐射强度计算模块，配置为：根据驾乘人员在整车坐标系中的几何坐标，通过所述整车电气系统四维电磁辐射模型和所述环境四维电磁辐射模型，得到车辆对人体的特定位置点的人体电磁辐射数据。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理执行时实现如权利要求1-7任一项所述的整车对人体电磁辐射的计算方法。
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