【《汽车线束串扰问题呢研究的国内外文献综述》3300字】

汽车线束串扰问题呢研究的国内外文献综述伴随着汽车电器电子设备的智能化及多样化的发展和应用，在船舶、飞机、汽车等复杂平台上用于传输信号和能源的互连的电缆线数量及种类大大增加，从而使得线束的布置和走线也变得越来越复杂[10]。比如，用国三发动机之前的电器走线同如今国六发动机的电器走线，甚至于纯电动车型的线束布置作比较，我们可以发现，线束是成倍数的增加。因为电器设备的增加，因此这就使得在实践中一般会以电缆的功能和信号类型将其分类，然后将不同类型的电缆分别捆扎成线束，一方面能节省空间，另一方面则能够达到美观的目的。大量研究和实践表明车辆耦合电磁干扰的直接途径与线束息息相关[10]。所以研究汽车线束电磁兼容问题是大势所趋，可以说在汽车电磁兼容性研究中占有很大的比重，国内外对于汽车线束电磁兼容的研究做了众多工作，可以分为以下三类：1.1汽车线束的电磁辐射主要的研究内容和研究方向为在激励源的功能和作用下，将线束导线看成是一种高效的发射天线，这种发射天线主要通过辐射传播电磁能力的方式对周边环境产生一定的影响。如，电机控制器采用IGBT开关器件，其快速通断引起的电流和电压变化率，引起电磁干扰，通过高压线束向外辐射，引起的整车辐射发射超标；或者开关电源MOSFET引起的低压线束的辐射发射超标，从而引起的整车超标。通过理论分析和实验测量，在建模仿真和测量方法上，C.R.Paul教授的研究结果表明共模电流是引起和导致汽车线束电磁辐射的主要因素，差模电流对车线束电磁辐射的影响极小[11]。G.Andrieu等人在分析和研究中提出结合采用等效线束法和矩量法能够较好的实现对复杂线束导线的电磁辐射的分析[12]。X.Ferrieres等人在汽车线束导线电磁辐射问题的分析和研究中，采用时域有限差分法和有限体积法计算得出了电磁辐射的相关参数，通过将两种方法结合在一起能够提高计算的效率和计算的精确度[13]。李茁、刘亮亮等人在研究中采用了广义等效线束法，该方法能将复杂的线束导线问题进行简化处理，同时采用广义等效线束法能够结合以矩量法为核心算法的FEKO软件进行计算和求解，进而能够有效提高电磁辐射的计算效率[14]。郑亚利等人在研究中结合采用等效线束法和以有限元法为核心算法的HFSS软件，这种方法能够简化对电场强度、磁场强度等问题的计算[15]。任国峰等人则采用有限积分法为核心算法的CST软件进行了求解和计算，从通过仿真模拟得出汽车控制器线束周边环境中的电磁场分布情况，同时分析了对控制器电磁兼容性产生影响的各种影响因素[16]。1.2汽车线束的电磁辐射敏感度主要是研究在外部入射场的激励下，汽车线束导线上所感应出的电压和电流情况。如高压线束对CAN总线或者电机旋变线的干扰，在纯电动车型上此类现象非常突出，已经影响了系统和整车的正常工作。在电磁辐射敏感度测量方面，ShishuangSun、GepingLiu等人研究中认为在计算汽车线束导线上的电力分布情况时，可以借助于传输线法来得出计算结果，然后采用时域有限差分法来计算得出在高斯脉冲激励下的汽车线束导线电磁辐射的相关参数值。在分析和研究的基础上探讨分析了共模电压和共模阻抗的相关问题[17]。L.Paletta等人在研究中结合采用Agrawal模型与电磁拓扑理论，计算并且分析了汽车线束电磁辐射敏感度[18]。G.Andrieu等人在汽车线束导线电磁辐射敏感度的计算及问题的分析中提出了等效线束法与矩量法应相互结合的计算方式，采用这种方法能够高效的计算得出所需要的结果，同时也能够有效的克服传输线理论的低频限制，因此得出采用这种方法能够较好的解决汽车电磁兼容的高频问题[19]。汪泉弟教授等人在分析和研究中主要采用了等效线束法和以有限元法为核心算法的HFSS软件，利用该软件就能够较好的对线束导线电磁辐射敏感度计算和分析[20]。高印寒在分析和研究中结合采用等效线束法和时域有限差分法，将这一计算方法应用在汽车线束导线辐射敏感度的计算，并得出较为准确的计算结果，有利于进行时域分析[21]。熊荣飞等人以电路理论和以有限元法为核心算法的HFSS软件为基础，在研究中构建了车体电磁模型、线束模型以及外部辐射干扰源等相应的模型，在建立各种分析模型的基础上进行了仿真分析，对不同的模型进行了验证[22]。1.3汽车线束的串扰主要以汽车线束相邻导线之间所导致的电磁干扰问题进行了分析和研究。其是影响电磁辐射及电磁辐射敏感度的主要因素之一，比如高低压电源线的间距。C.R.Paul在计算分析中选择采用多导体传输线方法，同时实验和计算分析得出串扰对线束导体的位置非常敏感。线束导体位置的变化进一步导致串扰的影响，其甚至可以达到20dB[23]。C.E.Baum等人则采用BLT电报方程进行求解[24]。国内对于线束串扰的研究文献与国外相比较少。高印寒在分析和研究中采用蒙特卡洛法分析好预测了汽车线束导线电感性串扰的问题[25]，同时在分析和研究的基础上提出了统计模型，采用该统计模型能够实现对汽车线束导线串扰进行统计分析，并且根据统计结果得出相应的预测结果[26]。以上三类是历年来众多教授学者针对汽车线束电磁兼容所做的研究现状。由于汽车的完整线束十分复杂，建立包含汽车所有金属结构以及完整的线束模型仍是一个巨大的挑战，电磁场数值法[24]和多导体传输线法[27]在分析线束的电磁特性时都存在存储器消耗大、系统分析用时太长等问题。针对这一问题，G.Andrieu（2007）等人在相关问题的分析和研究中提出了等效线束方法（ECBM）[28]。Ridel等人在研究中基于车内环境的分析中引入了等效线束方法[29]。等效线束方法自从被提出以来，通过不断的优化和改进在各个不同的领域中得到了大范围的应用，这一方法已经成为汽车线束的电磁兼容问题分析中的核心方法之一。国内学者以这一方法为基础，结合汽车线束的问题构建出了多种模型[15]。李茁等人在分析和研究总中采用等效线束方法计算了汽车复杂的线束串扰问题，通过改进和优化提出了广义等效线束的建模方法，使得这一方法的适用范围得到了进一步的扩展[14]。汪泉弟等人在分析和研究中对多导体传输线终端负载电磁特性的等效波阻抗的各种问题进行了分析和探讨。结合实际情况探讨了线束等效模型，在建模分析中采用了“路”的方法[30]。郑亚利将这一方法与基于有限元法的电磁兼容软件HFSS紧密结合在一起，对共模电流，辐射发射进行仿真分析，仿真结果表明该方法在计算中具有较好的效果[15]。高印寒在分析和研究中结合采用等效线束法和时域有限差分法，将这一计算方法应用在汽车线束导线辐射敏感度的计算能够得出较为准确的计算结果，有利于进行时域分析[32]。综上，国内外学术界基本是都是基于线束本身的电气和几何特性出发，对各种问题进行分析和探讨[33]。从实际上来讲，汽车车辆的线束均是被随机捆绑的，因此这就会导致线束的走向存在不确定性，因此学术界对线束排列布局问题在线束电磁兼容的问题和作用机制进行了研究，成为主要的研究方向之一。参考文献[1]龚进峰,曹健,袁大宏.浅谈我国汽车电子产业现状及发展建议[J].汽车工程,2004,26(3):363-366.[2]汽车电器兼容技术现状及发展趋势陈建国，韩亚平，2008-10-01[3]汽车雨刮电机辐射干扰建模与仿真研究尹华平（导师：汪泉第）；重庆大学，硕士（专业：电气工程）2011[4]AndersenP.AnoverviewofautomotiveEMCstandards[C]//ElectromagneticCompatibility,2006IEEEInternationalSymposiumon.2006:812-816.[5]车内屏蔽线缆电磁辐射性能仿真研究[D].雷雨田.重庆理工大学，硕士（专业：车辆工程）[6]车辆、船和内燃机无线电骚扰特性用于保护车载接收机的限值和测量方法GB/T18655-2018；国家市场监督管理总局等；2018-07-13[7]张戟,孙泽昌.现代汽车电磁兼容理论与设计基础[M].北京:北京交通大学出版社,2009.[8]余召锋.燃料电池汽车及其关键部件的电磁兼容性研究[D].同济大学,2004.[9]王天皓.汽车电磁兼容中线束串扰及其统计特性研究[D]..吉林大学,2016.中图分类号:U463.6[10]强电磁脉冲下车辆线束快速等效方法赵昱，霍亚飞；《吉林大学学报（工学版）》；2018-01-23[11]PaulCR.Acomparisonofthecontributionsofcommon-modeanddifferential-modecurrentsinradiatedemissions[J].IEEETransactionsonElectromagneticCompatibility,1989,31(2):189-193.[12]AndrieuG,ReineixA,BunlonX,etal.Extensionofthe“EquivalentCableBundleMethod”forModelingElectromagneticEmissionsofComplexCableBundles[J].IEEETransactionsonElectromagneticCompatibility,2009,51(1):108-118.[13]FerrieresX,ParmantierJP,BertuolS,etal.Applicationofahybridfinitedifference/finitevolumemethodtosolveanautomotiveEMCproblem[J].IEEETransactionsonElectromagneticCompatibility,2004,46(4):624-634.[14]刘亮亮.广义等效线束法及其在线缆电磁兼容问题中的应用研究[D].南京航空航天大学,2012.[15]郑亚利.汽车线束等效模型分析及其在电磁兼容仿真中的应用[D].重庆大学,2011.[16]任国峰,田丰,张树梅,等.汽车控制器线束的电磁兼容仿真研究[J].汽车技术,2014(6):57-61.[17]SunS,LiuG,PommerenkeDJ,etal.AnticipatingEMIandon-boardinterferenceinautomotiveplatforms[C].2004IEEEInternationalSymposiumonElectromagneticCompatibility,2004:792-797.[18]