本文關鍵詞：增程式電動汽車動力系統(tǒng)電磁兼容研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

摘    要


  
汽車電磁兼容性（EMC）是保證整車及其各分系統(tǒng)設備正常工作的關鍵技術。
隨著現(xiàn)代汽車工業(yè)的發(fā)展，包括汽車電子技術的快速發(fā)展，汽車 EMC 問題的發(fā)展
速度已經(jīng)大大超過汽車技術發(fā)展的平均水平。日益增多的汽車電子產(chǎn)品，如循跡
控制系統(tǒng)（TCS），全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）等等，使狹小的空間充斥著越來越
多的電子產(chǎn)品，因此不可避免地使電磁兼容問題更加復雜。尤其對于新能源汽車
來說，驅(qū)動電動機、大功率器件等電氣電子設備的增多、各種類型的電氣電子設
備集中布置以及整車的各種設備通過電氣設備連接在一起，電磁波頻率變化范圍
從數(shù)千赫茲到兆赫茲，構成了極其復雜的電磁環(huán)境，因此電磁兼容問題成為了汽
車研究中的關鍵問題之一，是系統(tǒng)工程的重要組成部分。

目前，產(chǎn)品的電磁兼容標準評估幾乎都是通過暗室實測來完成的。而采用軟
件仿真設計日常電子產(chǎn)品時，在設計之初就考慮電磁兼容的問題是十分必要的；
而仿真預估又是發(fā)現(xiàn)關鍵問題、及時快速解決問題、減少設計成本、從而縮短開
發(fā)周期的經(jīng)濟和有效的方法。預估對高頻率現(xiàn)象更是不可或缺�；谏鲜銮樾�，
論文結合吉林省科技廳項目開展了汽車電磁兼容的仿真技術研究。

對于汽車這樣的復雜大系統(tǒng)，很難準確建立某種數(shù)學模型，而且建模過程中，
只有采用有效的模型才能準確反映電磁兼容，因此采用系統(tǒng)學方法和優(yōu)先考慮等
效原則就顯得尤為必要。大多數(shù)傳統(tǒng)的分析方法直接采用系統(tǒng)的物理電路來劃分，
這樣劃分出來的結果往往很復雜。協(xié)同學理論告訴我們，各子系統(tǒng)具有多種多樣
的屬性，就整體環(huán)境而言，子系統(tǒng)間既協(xié)作配合又相互制約，是一種對立統(tǒng)一的
關系；由各子系統(tǒng)組成的大系統(tǒng)或整體系統(tǒng)對外則表現(xiàn)為遵循共同規(guī)律，包括一
定條件下的轉(zhuǎn)變、演變和相互作用。在子系統(tǒng)中找出影響系統(tǒng)變化的控制因素并
進行后期分析，從整體入手研究復雜系統(tǒng)的演化行為特點，根據(jù)理論推出簡單有
效的數(shù)學模型,把研究成果推廣，基于協(xié)同學的思想去拓寬適用范圍，從而為開
辟理論適用的新領域提供現(xiàn)實、快捷、方便之路。

協(xié)同學認為，慢馳豫參量決定了系統(tǒng)的整體性質(zhì)及其發(fā)展。根據(jù)已知實測數(shù)
據(jù)進行電路分析，基于計算電磁學，對增程式汽車電磁系統(tǒng)建立模型，并確立合
理的研究模型對子系統(tǒng)進行研究；依據(jù)協(xié)同學原理選取電磁兼容性能指標（如敏
感度等）來看作序參量，分析各子系統(tǒng)情況，以及整個系統(tǒng)相互關系，并且因此
推出序參量方程來對汽車電磁兼容進行系統(tǒng)研究,最終掌握汽車電磁兼容研究的
系統(tǒng)級技術，得到了研究汽車的電磁兼容問題的理論基礎。

增程式電動汽車在純電動汽車的基礎上使用了增程器，這使汽車的再續(xù)駛里
程得到了進一步的增加。附加裝置主要包括有發(fā)電機、內(nèi)燃機（ICE）和油箱。
很顯然，電磁兼容環(huán)境更加復雜，既涉及永磁同步電機啟動的電磁兼容問題，又
必須考慮在續(xù)駛里程不足時的點火開關的電磁兼容問題。

論文對增程式電動汽車的驅(qū)動電動機和增程器發(fā)動機點火開關的電磁兼容
性進行了基于慢馳豫變量方法的研究及仿真計算，找出影響電動機電磁干擾的慢
馳豫變量，并對瞬態(tài)變化進行了分析，如電動機啟動瞬間情況，建立相應的電機
電磁場數(shù)學模型，該模型中包含電磁兼容中的三要素，即敏感設備、干擾源、傳
輸路徑。對于同一敏感設備，對比電磁干擾值與敏感度閾值大小判斷是否電磁兼
容。根據(jù)前面介紹的協(xié)同學理論，可以很容易的選取序參量，不容置疑地要選取
磁場能量密度

。對增程器發(fā)動機點火系統(tǒng)進行深入研究，結果表明初級回路的
電流是影響發(fā)動機對外干擾的重要因素，將其做為慢馳豫變量進行研究，同時建
立了發(fā)動機次級回路的等效模型；其次，通過對點火火花電流的仿真，從中得到
抑制其對外電磁干擾的若干方法；對增程式電動汽車 DC/AC 逆變器及傳輸線束進
行電磁兼容研究，運用協(xié)同學理論及相關計算方法，對影響電源系統(tǒng)和傳輸線束
電磁兼容性的相關重要參數(shù)進行了研究及仿真計算。從介紹逆變器的結構和工作
原理入手，分析 DC/AC 逆變器電磁輻射源，并建立了各輻射源的模型，得出仿真
圖像，進一步分析它們的輻射情況。對傳輸線束串擾理論進行了闡述，并建立了
三導體傳輸線（適用多導體）串擾模型。基于協(xié)同學理論，針對無損耗多導體傳
輸線建立了串擾計算模型，分析了負載阻抗與導線特征阻抗之間的關系；對均勻
及非均勻介質(zhì)傳輸線兩種情況，根據(jù)推導的多導體傳輸線串擾公式求解出導線近
端及遠端的串擾值。與 EMC studio 的仿真結果進行對比，驗證了模型的可靠性；
利用系統(tǒng)論的思想觀點，將研究對象作為一個整體進行電磁兼容預測及計算，開
發(fā)出一套有效的電動汽車增程式動力系統(tǒng)電磁兼容性預測軟件，同時給出了相關
電磁干擾抑制措施，與實測數(shù)據(jù)相對比后，研究結果說明通過仿真預測能夠解決
汽車系統(tǒng)的電磁兼容問題；協(xié)同學理論可以應用到汽車電磁兼容范疇，，研究具有
實際意義。
  
關鍵詞：
    增程式，協(xié)同學理論，電動汽車，預測軟件，電磁兼容，動力系統(tǒng)

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2016-4-3 18:20

  本文關鍵詞：增程式電動汽車動力系統(tǒng)電磁兼容研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。