汽車EMC 試驗(yàn)場地低頻差異仿真分析

2022-02-14 07:36:50姜意馳谷原野張寶國孫運(yùn)璽

汽車電器 2022年1期

姜意馳，谷原野，張寶國，孫運(yùn)璽，高超，趙旭

（一汽奔騰轎車有限公司，吉林長春 130012）

在國家大力推行新能源汽車的環(huán)境下，汽車行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)需緊跟行業(yè)發(fā)展。汽車EMC國際標(biāo)準(zhǔn)CISPR36已經(jīng)正式發(fā)布，中國正在有序推進(jìn)CISPR36的國標(biāo)轉(zhuǎn)化工作。 CISPR36是測量車外低頻輻射發(fā)射的標(biāo)準(zhǔn)，測量頻段在150kHz～30MHz。在轉(zhuǎn)化為國標(biāo)的過程中，對于OTS （Outdoor Test Site）和OATS （Open Area Test Site）試驗(yàn)場地的適用問題存在爭議。本文對ALSE （Absorber Lined Shielded Enclosure）、 OTS （Outdoor Test Site）和OATS （Open Area Test Site） 3種試驗(yàn)場地進(jìn)行仿真分析，對比仿真數(shù)據(jù)，為分析研究不同試驗(yàn)場對試驗(yàn)影響的差異提供依據(jù)。

1 試驗(yàn)場地

1）半電波暗室（ALSE）：半電波暗室模擬理想開闊場，是一個經(jīng)過屏蔽設(shè)計(jì)的6面金屬盒體，在其內(nèi)部覆蓋有電磁波吸波材料，地面為導(dǎo)電地平面。在半電波暗室中，由于地面沒有覆蓋吸波材料，因此將產(chǎn)生反射路徑，這樣接收天線接收到的信號將是直射路徑和反射路徑信號的總和。

2）開闊試驗(yàn)場（OATS）：開闊試驗(yàn)場是平坦、空曠、電導(dǎo)率均勻良好、無任何反射物的橢圓形或圓形試驗(yàn)場地，且地面布置導(dǎo)電良好的金屬板。在輻射發(fā)射測試中，開闊場的使用和半電波暗室相同。

3）戶外試驗(yàn)場地（OTS）：戶外試驗(yàn)場地與開闊試驗(yàn)場相似，是開闊、平坦、無反射物的圓形或橢圓形試驗(yàn)場地。但是地面為水泥地板，無導(dǎo)電良好的金屬板。

2 試驗(yàn)布置模擬

為模擬整車在150kHz～30MHz輻射發(fā)射的測試，首先設(shè)置整車模型及前艙高壓線束，并按照CISPER36進(jìn)行試驗(yàn)布置。在車輛前側(cè)、后側(cè)、左側(cè)和右側(cè)3m處布置觀測點(diǎn)，用以模擬整車測試布置上的測試天線。圖1為整車簡化模型及前艙高壓線束模型。

圖1 車體與高壓線束模型

在車體前艙建立高壓線束模型，線束為一根長60mm的直線。高壓線束模型截面如圖2所示。線束線芯為10mm，屏蔽層為實(shí)體，厚度為2mm，賦予線束端口1V激勵，將屏蔽層搭鐵。

圖2 高壓線束截面圖

3 試驗(yàn)場地仿真設(shè)置

FEKO是針對系統(tǒng)的電磁兼容性能等高頻電磁輻射問題開發(fā)的專業(yè)電磁場分析軟件，可以滿足電纜互連網(wǎng)絡(luò)、多PCB板與機(jī)箱系統(tǒng)、系統(tǒng)間及空間電磁環(huán)境的所有電磁問題的分析要求，能夠高效地促進(jìn)用戶的產(chǎn)品研發(fā)。

在FEKO電磁仿真軟件中，對半電波暗室、開闊試驗(yàn)場、戶外試驗(yàn)場地3種試驗(yàn)場地建模。

半電波暗室建模如圖3所示，設(shè)置一個理想電導(dǎo)體的無限大平面。車體其他方向上無其他結(jié)構(gòu)，因此輻射電磁波無反射，用以表征電磁波被全部吸收。