CN115754527A - 一种快速计算电动汽车磁场辐射发射量的简易方法 - Google Patents
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Abstract
一种快速计算电动汽车磁场辐射发射量的简易方法，包括以下步骤：1）建立电动汽车三维模型；2）采用有限元仿真软件对电动汽车三维模型进行电磁网格划分；3）按照下列方法进行电磁辐射仿真实验：将整车电磁辐射仿真模型中电力驱动系统电压源的电压值调整为至少1兆伏，将整车电磁辐射仿真模型负载模块的电阻值设置为至少1兆欧姆，所述电压值与电阻值的比值为1:1，使电力驱动系统的理论恒定电流为1安培，仿真得到理论磁场辐射发射量；4）采集真实工况下电力驱动系统的直流母线电流；5）根据直流母线电流、理论恒定电流得到磁场辐射发射量关系系数；6）将理论磁场辐射发射量与磁场辐射发射量关系系数的乘积作为真实工况下的磁场辐射发射量。
Description
技术领域
本发明涉及电磁兼容测试领域，具体涉及一种计算电动汽车磁场辐射发射量的简易方法。
背景技术
电动汽车上电子器件的种类和数量相较于传统燃油汽车都大大增加，尤其是电力驱动系统，使得整车的电磁环境更加复杂，其电磁兼容性能不仅关系到车辆周围的无线电设备的正常使用，甚至会影响到车辆的行驶安全。
即使电动汽车各个零部件的电磁兼容测试达标，在电动汽车组装完成后也常常会出现电磁兼容性能超标的问题，所以良好的整车电磁兼容性能通常依赖于电动汽车的前期电磁兼容设计，在整车制造成功后再通过整改来解决电磁兼容问题，不但成本巨大，而且还难以定位干扰源，无法快速准确的解决整车的电磁兼容问题。因此，在整车的前期开发工作中，通过电动汽车的电磁辐射仿真实验，计算电动汽车磁场辐射发射量，预测电磁兼容的干扰频段，能够大大节省电动汽车的开发周期和成本。
但是，汽车制造商在传统电磁辐射仿真实验中建立仿真模型的时候，通常将电动汽车的电力驱动系统作为干扰源，需要电力驱动系统制造厂家提供驱动电机的内部电路和端口S参数，如果无法直接从电力驱动系统制造厂家获取驱动电机的内部阻抗和端口S参数，就只能将驱动电机从整车的电力驱动系统中拆卸下来，然后用矢量网络分析仪测试电机的内部阻抗和S参数，过程极为繁琐，费时费力。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术对应的不足，提供一种快速计算电动汽车磁场辐射发射量的简易方法，不需要拆卸驱动电机，也不需要获取驱动电机的内部阻抗和S参数，就能得到电动汽车在真实工况下的磁场辐射发射量。
本发明的目的是采用下述方案实现的：一种快速计算电动汽车磁场辐射发射量的简易方法，包括以下步骤：
1）建立电动汽车三维模型；
2）采用有限元仿真软件对电动汽车三维模型进行电磁网格划分，得到整车电磁辐射仿真模型；
3）将整车电磁辐射仿真模型导入三维全波电磁仿真软件，按照下列方法进行电磁辐射仿真实验：
将整车电磁辐射仿真模型中电力驱动系统电压源的电压值调整为至少1兆伏，将整车电磁辐射仿真模型负载模块的电阻值设置为至少1兆欧姆，所述电压值与电阻值的比值为1:1，使电力驱动系统的理论恒定电流为1安培，仿真得到理论磁场辐射发射量；
4）采集真实工况下电力驱动系统的直流母线电流；
5）根据直流母线电流、理论恒定电流计算得到磁场辐射发射量关系系数；
6）将理论磁场辐射发射量与磁场辐射发射量关系系数的乘积作为真实工况下的磁场辐射发射量。
优选地，所述电动汽车三维模型不包括整车非金属部件的模型。
优选地，所述有限元仿真软件为Hypermesh。
优选地，所述三维全波电磁仿真软件为FEKO。
优选地，所述磁场辐射发射量关系系数为直流母线电流除以理论恒定电流的商。
优选地，所述直流母线电流利用示波器进行采集。
优选地，所述负载模块为负载电阻。
本发明的优点在于，根据麦克斯韦方程组中描述电流和时变电场怎样产生磁场的麦克斯韦-安培定律，推断出电力驱动系统的磁场辐射发射量与电力驱动系统的电流有关，利用几个简单的步骤代替了繁琐的传统电磁辐射仿真实验，不需要拆卸驱动电机，也不需要获取驱动电机的内部阻抗和S参数，就能得到电动汽车在真实工况下的磁场辐射发射量。
附图说明
图1为本发明的流程图；
图2为本发明计算得到的真实工况下的磁场辐射发射量与传统电磁辐射仿真实验仿真得到的磁场辐射发射量之间的曲线对比图。
具体实施方式
如图1所示，一种快速计算电动汽车磁场辐射发射量的简易方法，包括以下步骤：
1）建立电动汽车三维模型，所述电动汽车三维模型不包括整车非金属部件的模型；
2）采用有限元仿真软件对电动汽车三维模型进行电磁网格划分，得到整车电磁辐射仿真模型，所述有限元仿真软件为Hypermesh。
3）将整车电磁辐射仿真模型导入三维全波电磁仿真软件FEKO，按照下列方法进行电磁辐射仿真实验：
将整车电磁辐射仿真模型中电力驱动系统电压源的电压值调整为至少1兆伏，将整车电磁辐射仿真模型负载模块的电阻值设置为至少1兆欧姆，所述电压值与电阻值的比值为1:1，使电力驱动系统的理论恒定电流为1安培，仿真得到理论磁场辐射发射量，所述负载模块为负载电阻。
4）采集真实工况下电力驱动系统的直流母线电流，所述直流母线电流利用示波器进行采集。
5）根据直流母线电流、理论恒定电流计算得到磁场辐射发射量关系系数，所述磁场辐射发射量关系系数为直流母线电流除以理论恒定电流的商。
6）将理论磁场辐射发射量与磁场辐射发射量关系系数的乘积作为真实工况下的磁场辐射发射量。
按照上述步骤作实施例如下：
① 将汽车制造商提供的整车三维模型导入CATIA 软件后，去掉如玻璃，天窗等非金属部件，得到电动汽车三维模型；
② 将电动汽车三维模型导入有限元仿真软件Hypermesh中，进行电磁网格划分得到整车电磁辐射仿真模型；
③ 将整车电磁辐射仿真模型导入三维全波电磁仿真软件FEKO中的CAD FEKO；
④ 在CAD FEKO中编辑整车电磁辐射仿真模型的电力驱动系统的外围电路，将电力驱动系统负载端的负载模块设置为负载电阻，并将该负载电阻的电阻值设置为1兆欧姆，再将电力驱动系统电压源的电压值调整为1兆伏；
⑤ 利用示波器采集真实工况下电力驱动系统的直流母线的电流值，并将该直流母线的电流值导入三维全波电磁仿真软件FEKO的EDIT FEKO中；
⑥ 利用三维全波电磁仿真软件FEKO进行仿真，此时整车电磁辐射仿真模型的电力驱动系统的理论恒定电流为1安培，三维全波电磁仿真软件FEKO由直流母线的电流值除以理论恒定电流得到磁场辐射发射量关系系数后，将理论磁场辐射发射量与磁场辐射发射量关系系数的乘积作为真实工况下的实际磁场辐射发射量，即本实施例中，直流母线的电流值与理论恒定电流的比值等于真实工况下的实际磁场辐射发射量与三维全波电磁仿真软件FEKO计算得到的理论磁场辐射发射量的比值。
最后，在三维全波电磁仿真软件FEKO的POST FEKO中查看仿真结果，并将本实施例计算得到的真实工况下的实际磁场辐射发射量与汽车制造商在传统电磁辐射仿真实验中得到的同一型号的电动汽车的实际磁场辐射发射量作比较，如图2所示，在频率为1MHz后的几个数据尖峰都非常一致，两者具有很高的一致性，由此可见，可以由本发明代替传统电磁辐射仿真实验对电动汽车的实际磁场辐射发射量进行测试。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神的前提下，对本发明进行的改动均落入本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种快速计算电动汽车磁场辐射发射量的简易方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）建立电动汽车三维模型；
2）采用有限元仿真软件对电动汽车三维模型进行电磁网格划分，得到整车电磁辐射仿真模型；
3）将整车电磁辐射仿真模型导入三维全波电磁仿真软件，按照下列方法进行电磁辐射仿真实验：
将整车电磁辐射仿真模型中电力驱动系统电压源的电压值调整为至少1兆伏，将整车电磁辐射仿真模型负载模块的电阻值设置为至少1兆欧姆，所述电压值与电阻值的比值为1:1，使电力驱动系统的理论恒定电流为1安培，仿真得到理论磁场辐射发射量；
4）采集真实工况下电力驱动系统的直流母线电流；
5）根据直流母线电流、理论恒定电流计算得到磁场辐射发射量关系系数；
6）将理论磁场辐射发射量与磁场辐射发射量关系系数的乘积作为真实工况下的磁场辐射发射量。
2.根据权利要求1所述的简易方法，其特征在于，所述电动汽车三维模型不包括整车非金属部件的模型。
3.根据权利要求1所述的简易方法，其特征在于，所述有限元仿真软件为Hypermesh。
4.根据权利要求1所述的简易方法，其特征在于，所述三维全波电磁仿真软件为FEKO。
5.根据权利要求1所述的简易方法，其特征在于，所述磁场辐射发射量关系系数为直流母线电流除以理论恒定电流的商。
6.根据权利要求1所述的简易方法，其特征在于，所述直流母线电流利用示波器进行采集。
7.根据权利要求1所述的简易方法，其特征在于，所述负载模块为负载电阻。
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Cited By (1)
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| CN117452081A (zh) * | 2023-12-26 | 2024-01-26 | 国网天津市电力公司营销服务中心 | 一种电磁干扰计算方法、装置及存储介质、电子终端 |
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2022
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| CN117452081B (zh) * | 2023-12-26 | 2024-04-30 | 国网天津市电力公司营销服务中心 | 一种电磁干扰计算方法、装置及存储介质、电子终端 |
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