基于汽车电磁兼容仿真技术的研究
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４．２．２
［６】吴定超．汽车电磁兼容仿真预测技术的研究【Ｄ】．长春：吉林
大学，２００９年．
［７】李旭，俞集辉，汪泉弟，李永明，邓前锋．基于ＣＡＤ技术实 现汽车电磁兼容的建模和仿真【Ｊ】．重庆大学学报（自然科学版），
２００７，５０（１ ２）：２１—２４．
ＦＤＴＤ网格剖分
ＦＤＴＤ网格划分是时域有限差分法技术的关键。根据 ＦＤＴＤ理论，可采用均匀网格划分和非均匀网格划分两种 方法。网格的大小直接影响计算的精度和计算时间，ｏ划 分得越细，计算精度越高。但过细的。会占用大量的计算 机内存而使计算时间过长。一般情况下，可取：
首先介绍了基于ＦＤＴＤ方法对汽车电磁兼容仿真分析的基本内容和主要技术手 段，对ＦＤＴＤ激励源的设置及在汽车电磁兼容性分析中的构建方法作了探讨， 提出了一种基于ＦＤＴＤ方法对汽车电磁兼容仿真研究的基本流程，并对其中的 关键技术做了说明。 关键词
时域有限差分法；汽车；电磁兼容；仿真
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ
ＦＤＴＤ；ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ；ＥＭＣ；ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
摘要
汽车电磁兼容仿真和预测是现代高性能汽车设计的关键技术，数值分析方法 的选择和仿真流程的设计，是实现正确仿真与保证仿真精度的技术保障。
赵晶
赵嘉（１ ９６５一），女． 工学硕士． 副教 授．研究领域为电 －磁场数值计算．软 件工程： 陈艳（１ ９８０一）．女， 工学硕士．讲师． 研究方向为应用电 子技术。
２．２技术手段
（５）升余弦脉冲等。以调制高斯脉冲源为例，其一 般表达式为：
ｇ【，１：。ｘｐｆ一！掣１。ｉ。【２。肿－ｆｌ，Ｊ】（１）
Ｌ
ｏ
，
／ｏ＝∞／２丌，ｆｎ为中 ６０。此外，除高斯脉冲外，其它 心频率，通常取ｔ。＝９丌／２ 几种脉冲在截断处都为零，为有限底座函数，升余弦脉冲 在截断处的一阶导数为零，微分高斯脉冲和调制高斯脉冲 的频谱没有直流分量，在实际仿真建模中可根据具体需要 进行选择【５ｌ。 ３．２车内激励源的建立 汽车辐射激励源的建立，必须基于其测试得到的特征 频谱来选择合理的激励源模式。汽车内不同的干扰源，其 特征频谱是不同的，实际分析中，必须通过测试的方法， 确定干扰源的频谱，并依此建立合适的ＦＤＴＤ激励。例 如，汽车点火系在工作过程中，在初级线缆和高压导线上 会形成高幅值的瞬变电压，并由此向空间形成辐射造成电 磁干扰。因此，对于该电磁辐射ＦＤＴＤ建模时，可将初级 线缆和次级的高压导线作为辐射天线，并将其上的瞬变电 压作为激励。实际研究中，可用相关测试结果作为激励， 其技术实现流程如图１所示：
推广技术
Ｍ＝Ｐ（ｔ，ｆ，０，ｒ）一Ｓ（ｔ，ｆ＇０）
（３）
当干扰裕度Ｍ＞０时，表示发生干扰，反之则表示系 统电磁兼容，且Ｍ值的大小表明干扰的严重程度。Ｍ值越 大，电磁兼容安全裕度就越大。（３）式是电磁兼容预测 的基本方程，是预测技术的理论基础。对于多个干扰源同 时作用干同一个敏感设备情况，干扰裕度Ｍ可表示为： Ｍ＝∑［Ｐｔ（ｔ，ｆ，０，ｒ）一Ｓ（ｔ，ｆ，０）】 ４．２仿真流程设计 基于ＦＤＴＤ对汽车电磁兼容性进行仿真分析时，首先 要正确描述汽车的几何和电磁参数，并按ＦＤＴＤ要求进行 网格化离散，实际的仿真流程可设计如下图２所示：
一１２８—
ＦＤＴＤ中激励源的类型
合理地选择激励源并把它引入到数值计算中，不仅可 以避免截止频率分量引起的有害影响，而且可以有效的 提高ＦＤＴＤ方法的计算效率。ＦＤＴＤ常用到的激励源类型 有： （１）时谐场源； （２）基带高斯脉冲源； （３）调制高斯脉冲源； （４）调制高斯脉冲源；
万方数据
中国科技信息２０１４年第０１期ＣＨＩＮＡＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ Ｊａｎ．２０１４
４
计铭的渐时ｌ源
图１车内激励源设计流程
ＦＤＴＤ汽车电磁兼容仿真流程的设计
４．１仿真原理 汽车电磁兼容仿真，其实质是对车内外电磁场的求
３激励源类型及车内激励源的构建
３．１
解，主要过程是建立并求解车内外电磁干扰源、敏感设备 及干扰耦合途径等三要素的数学模型。设Ｇ（ｔ，ｆ＇０）为 电磁干扰源信号，Ｔ（ｔ，ｆ，０，ｒ）为描述耦合路径的传输 函数，其中ｔ、ｆ、０及ｒ分别为时间、频率、方位和距离变 量，则传播到ｒ处的干扰信号可描述为【６１： Ｐ（ｔ，ｆ，０，ｒ）＝Ｇ（ｔ，ｆ，０）Ｔ（ｔ，ｆ’０，ｒ） （２） 通常用敏感度阀值Ｓ（ｔ，ｆ，０）来描述敏感设备的特 性。则当Ｐ（ｔ，ｆ’０，ｒ）＞Ｓ（ｔ，ｆ，０）时，敏感设备上 的电磁干扰大干设备的敏感度阀值，即出现电磁不兼容现 象，反之则系统兼容。此外，工程上还用通常干扰裕度来 定性分析电磁兼容与否，即：
鼓励学习，支持原创！ 关注微信，立得５０元稿费 微信号：ＺＧＫＪｌ ９８９
扫一ｉ３
不大的区域，可适当增加网格的尺寸，而在线束密集电磁 耦合强的区域，则适当提高网格划分精度，例如，可根据
其中，ｔ＝ｒｌＡｔ，Ａｔ为时间步长；
ｌ鼍鬈篡。
卜然慕黧耿
上
工
ｌ≮＝罴嚣
上
１ １ Ｉ
建立州。Ｊ
ＦＤＴＤ
汽车电磁兼容性分析与预测，其核心是基于 ＭＡＸＷＥＬＬ方程，对汽车各敏感设备的电磁环境进行分 析和计算。目前，传统求解ＭＡＸＷＥＬＬ方程的各种数值 方法比如矩量法（ＭＯＭ）、有限元法（ＦＥＴ）及时域有 限差分法（ＦＤＴＤ），都被用于汽车电磁兼容性分析与预 测，并开发出了基于以上各种算法的各种商业软件。事实 上，针对具体的分析对象，可采用商业软件＋数值分析的 方法，更容易获得满意的分析预测效果。
中国科技信恩２０１ ４年第０１期・ＣＨＩＮＡ
ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＮＤ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ Ｊａｎ．２０１４
推广技术
基金项目：广西高等学校科研资助项目（Ｎｏ．２００１０３ＹＢｌ０７）
基于ＦＤＴＤ汽车电磁兼容仿真技术的研究
赵嘉陈艳
广西科技大学计算机学院，广西柳州市５４５００６
Ｒｅｓｅａｒｃｈ
对汽驻外ｊ眵特点分析
计算精度和时间的要求，将车厢空间与线束区域的网格精 度划分为３－５倍的比例关系。
５结语
通过完全测试的方法解决现代汽车设计的电磁兼容性 问题，不仅设计周期长，且费用昂贵，因此，电磁兼容仿 真与预测成为近年来汽车设计技术的研究热点，各种新的 建模技术与有效的数值算法也不断被提出。在实际的仿真 分析过程中，可根据电磁兼容仿真的层次和具体要求，采 用商用软件与数值计算相结合的办法，可取得更好的仿真
万方数据
推广技术
中国科技信息２０１ ４年第０１期・ＣＨＩＮＡ
ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＮＤ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ Ｊａｎ．２０１４
（４）车内通信设备等。车外干扰源指来自车外能对 车内敏感设备产生电磁干扰的信号，车外干扰信号通常来 自： １）车外雷达； ２）无线电台； ３）高压电线的放电等等。汽车干扰源的研究，重点 通常是关注其频谱、峰值等参数。 ２．１．２敏感设备 指车内最易受到电磁干扰的电气设备，通常有： （１）车内各种电气控制模块； （２）各类传感器； （３）车内通信设备。值得注意的是，车载通信设备 既是产生电磁干扰源的设备，同时也是车内最易受到电磁 干扰的敏感设备。车内通信设备的设计和研究，在汽车电 磁兼容性设计中，具有特殊的意义。 ２．１．３电磁干扰的耦合途径 汽车电磁干扰的耦合途径包括有线传导和无线耦合两 个信道。汽车的电动机、发电机、继电器等触点开关，在 工作时产生瞬态脉冲，该脉冲信号通过汽车电气内部的信 号线、控制线或电源线传导到敏感设备形成干扰，该干扰 信号的耦合方式称有线传导；而无线耦合通常指上述提及 的瞬态脉冲信号及车内外通信设备的信号以无线电波的形 式耦合到敏感设备【４ｌ。事实上，汽车上的耦合途径非常复 杂，两种主要的耦合途径可同时存在。以汽车通信系统为 例，电磁辐射既可以直接耦合到通信系统中的天线，也可 能先耦合到裸露的馈线上，然后再传导进入天线，形成电磁 的交叉耦合，干扰车载天线的正常工作，造成汽车通信系 统工作的不正常。
Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ
汽车进行ＥＭＣ建模并作仿真预测，是一种新的技术和方
法。
２．汽车电磁兼容研究的内容及基本技术手段
２．１研究内容 任何电磁兼容问题研究的三要素包括： （１）干扰源； （２）敏感设备； （３）电磁干扰的耦合途径。汽车电磁兼容问题的研 究，也必须从以上三个方面入手，分析产生汽车电磁兼容 性问题的干扰源，找出车内受电磁干扰影响最严重的设备 及影响该设备的主要途径，进而采取具体措施，使汽车的 电气设计符合电磁兼容标准的要求【３１。 ２．１．１干扰源 汽车电磁干扰源通常可划分为车内干扰源和车外干扰 源两种。车内干扰源指汽车内各种电气设备激发的电磁波 干扰信号，这些电气设备主要包括： （１）汽车点火系统； （２）车内各种电动机和发电机； （３）继电器及控制开关；
订＇ｉｔ自Ｌ帔拟计钾
Leabharlann Baidu
［４】余召锋，徐鸣谦，吴伟．汽车电磁兼容性及其仿真预测技术
【Ｊ】．汽车研究与开发，２００３（１）：５９—４１． 【５】高本庆．时域有限差分法［Ｍ】．北京：国防工业出版社，Ｉ
９９５．
ｌ
计算结粜
Ｉ 图２基于ＦＤＩ＇Ｄ对汽车电磁兼容仿真流程 ４．２．１汽车的三维模型的建立 为使汽车电磁兼容仿真预测具有合理的精度与实用 性，首先必须要建立起正确的汽车仿真几何模型。由于汽 车几何结构复杂，目前其几何模型的建立，多采用计算 机辅助设计软件（例如：ＡＵＴＯ ＣＡＤ）来辅助实现。设 计中通常首先将汽车按其几何外形的特点分解为若干个部 件，并建立起相关的几何尺寸描述文件，再给每一关键部 分的电磁参数进行赋值，将各个部件拼接后即形成整体的 三维整体模型【７１。
ｏｍａｘ＝入ｍｉｎ／１０
（５）
其中入ｍｉｎ是干扰源所关心最高工作频率对应的波 长，ｏ ｍａｘ是划分网格的最大间距。 《中国科技信息》杂志社官方微信平台 ４．２．３耦合路径及敏感设备的网格划分 以车内线速束为例，线束既是车内电磁干扰的主要 耦合路径，同时又是主要的敏感设备。在ＦＤＴＤ离散划分
时，可采用不均匀网格划分方法，在电磁辐射不强，耦合
ｏｎ
Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｎ ＦＤＴＤ
Ｚｈａｏ Ｊｉａ
Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｂａｓｅｄ
Ｃｈｅｎ Ｙａｎ
Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｌｉｕｚｈｏｕ ５４５００６，Ｃｈｉｎａ
Ｃｏｍｐｕｔｅｒ，Ｇｕａｎｇｘｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ
效果。
（４）
构建汽乍ｊ：维寓体横型
参考文献
【１】童国庆．对汽车设计中电磁兼容性的思考［Ｊ】．
２００８（９）：６５－６６．
工
汽车电器，
●
Ｉ黧：：黧Ｈ燃Ｆ［ＩＩ＇Ｄ拽
ｌ
ｌ确定于扰潍、敏感改蔷和 禚台选橙
【２】吕英华．计算电磁学的数值方法【Ｍ】．北京：清华大学出版
社，２００６．
［５】高印寒，马喜来，陈如娜．基于模糊推理的汽车电磁兼容预 Ｉ 测技术［Ｊ】．吉林大学学｛ｔ（－Ｔ－学版），２００６，３６（３）：３９９—４０５．
文献标识码：Ａ 中图分类号：ＴＰ２０６．５
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１—８９７２．２０１４．１４．０３７
１概述
目前，大量的电气电子设备广泛应用于汽车各个系 统，并对汽车的性能起着关键性作用。但随着电气电子 设备的增加，车内电磁环境逐渐恶化，轻则影响电子设 备的正常工作，重则引起车内控制系统失灵、通信中 断等，给行车安全造成严重隐患。汽车电磁兼容（ＥＭＣ，
一１２７—
Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）技术就是要保证汽车在运
行过程中，车上的电气电子设备不相互影响，能兼容协调 地工作。汽车电磁兼容仿真预测是一种数值计算的方法， 其目的是对汽车电气与电子系统的电磁兼容程度进行有效 评估，并依据计算结果进行或修正汽车的电气设计…。 Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ Ｔｉｍｅ 时域有限差分法（ＦＤＴＤ，Ｆｉｎｉｔｅ Ｄｏｍａｉｎ）是一种求解ＭＡＸＥＬＬ方程的时域数值方法，在 解决非均匀介质、任意形状和复杂结构的电磁场问题时， 具建模灵活、计算速度快的优点［２】。ＦＤＴＤ方法在解决电 磁兼容性问题时，需要对计算目标的几何及电磁参数进行 描述，并对目标进行网格化离散，以建立ＦＤＴＤ模型。汽 车由于结构和外形复杂，在对其电磁兼容的仿真计算时， 其建模过程更加复杂。模型的建立不仅影响到计算的效 率，而且还直接影响到计算的准确度。基于ＦＤＴＤ算法对
［６】吴定超．汽车电磁兼容仿真预测技术的研究【Ｄ】．长春：吉林
大学，２００９年．
［７】李旭，俞集辉，汪泉弟，李永明，邓前锋．基于ＣＡＤ技术实 现汽车电磁兼容的建模和仿真【Ｊ】．重庆大学学报（自然科学版），
２００７，５０（１ ２）：２１—２４．
ＦＤＴＤ网格剖分
ＦＤＴＤ网格划分是时域有限差分法技术的关键。根据 ＦＤＴＤ理论，可采用均匀网格划分和非均匀网格划分两种 方法。网格的大小直接影响计算的精度和计算时间，ｏ划 分得越细，计算精度越高。但过细的。会占用大量的计算 机内存而使计算时间过长。一般情况下，可取：
首先介绍了基于ＦＤＴＤ方法对汽车电磁兼容仿真分析的基本内容和主要技术手 段，对ＦＤＴＤ激励源的设置及在汽车电磁兼容性分析中的构建方法作了探讨， 提出了一种基于ＦＤＴＤ方法对汽车电磁兼容仿真研究的基本流程，并对其中的 关键技术做了说明。 关键词
时域有限差分法；汽车；电磁兼容；仿真
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ
ＦＤＴＤ；ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ；ＥＭＣ；ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
摘要
汽车电磁兼容仿真和预测是现代高性能汽车设计的关键技术，数值分析方法 的选择和仿真流程的设计，是实现正确仿真与保证仿真精度的技术保障。
赵晶
赵嘉（１ ９６５一），女． 工学硕士． 副教 授．研究领域为电 －磁场数值计算．软 件工程： 陈艳（１ ９８０一）．女， 工学硕士．讲师． 研究方向为应用电 子技术。
２．２技术手段
（５）升余弦脉冲等。以调制高斯脉冲源为例，其一 般表达式为：
ｇ【，１：。ｘｐｆ一！掣１。ｉ。【２。肿－ｆｌ，Ｊ】（１）
Ｌ
ｏ
，
／ｏ＝∞／２丌，ｆｎ为中 ６０。此外，除高斯脉冲外，其它 心频率，通常取ｔ。＝９丌／２ 几种脉冲在截断处都为零，为有限底座函数，升余弦脉冲 在截断处的一阶导数为零，微分高斯脉冲和调制高斯脉冲 的频谱没有直流分量，在实际仿真建模中可根据具体需要 进行选择【５ｌ。 ３．２车内激励源的建立 汽车辐射激励源的建立，必须基于其测试得到的特征 频谱来选择合理的激励源模式。汽车内不同的干扰源，其 特征频谱是不同的，实际分析中，必须通过测试的方法， 确定干扰源的频谱，并依此建立合适的ＦＤＴＤ激励。例 如，汽车点火系在工作过程中，在初级线缆和高压导线上 会形成高幅值的瞬变电压，并由此向空间形成辐射造成电 磁干扰。因此，对于该电磁辐射ＦＤＴＤ建模时，可将初级 线缆和次级的高压导线作为辐射天线，并将其上的瞬变电 压作为激励。实际研究中，可用相关测试结果作为激励， 其技术实现流程如图１所示：
推广技术
Ｍ＝Ｐ（ｔ，ｆ，０，ｒ）一Ｓ（ｔ，ｆ＇０）
（３）
当干扰裕度Ｍ＞０时，表示发生干扰，反之则表示系 统电磁兼容，且Ｍ值的大小表明干扰的严重程度。Ｍ值越 大，电磁兼容安全裕度就越大。（３）式是电磁兼容预测 的基本方程，是预测技术的理论基础。对于多个干扰源同 时作用干同一个敏感设备情况，干扰裕度Ｍ可表示为： Ｍ＝∑［Ｐｔ（ｔ，ｆ，０，ｒ）一Ｓ（ｔ，ｆ，０）】 ４．２仿真流程设计 基于ＦＤＴＤ对汽车电磁兼容性进行仿真分析时，首先 要正确描述汽车的几何和电磁参数，并按ＦＤＴＤ要求进行 网格化离散，实际的仿真流程可设计如下图２所示：
一１２８—
ＦＤＴＤ中激励源的类型
合理地选择激励源并把它引入到数值计算中，不仅可 以避免截止频率分量引起的有害影响，而且可以有效的 提高ＦＤＴＤ方法的计算效率。ＦＤＴＤ常用到的激励源类型 有： （１）时谐场源； （２）基带高斯脉冲源； （３）调制高斯脉冲源； （４）调制高斯脉冲源；
万方数据
中国科技信息２０１４年第０１期ＣＨＩＮＡＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ Ｊａｎ．２０１４
４
计铭的渐时ｌ源
图１车内激励源设计流程
ＦＤＴＤ汽车电磁兼容仿真流程的设计
４．１仿真原理 汽车电磁兼容仿真，其实质是对车内外电磁场的求
３激励源类型及车内激励源的构建
３．１
解，主要过程是建立并求解车内外电磁干扰源、敏感设备 及干扰耦合途径等三要素的数学模型。设Ｇ（ｔ，ｆ＇０）为 电磁干扰源信号，Ｔ（ｔ，ｆ，０，ｒ）为描述耦合路径的传输 函数，其中ｔ、ｆ、０及ｒ分别为时间、频率、方位和距离变 量，则传播到ｒ处的干扰信号可描述为【６１： Ｐ（ｔ，ｆ，０，ｒ）＝Ｇ（ｔ，ｆ，０）Ｔ（ｔ，ｆ’０，ｒ） （２） 通常用敏感度阀值Ｓ（ｔ，ｆ，０）来描述敏感设备的特 性。则当Ｐ（ｔ，ｆ’０，ｒ）＞Ｓ（ｔ，ｆ，０）时，敏感设备上 的电磁干扰大干设备的敏感度阀值，即出现电磁不兼容现 象，反之则系统兼容。此外，工程上还用通常干扰裕度来 定性分析电磁兼容与否，即：
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扫一ｉ３
不大的区域，可适当增加网格的尺寸，而在线束密集电磁 耦合强的区域，则适当提高网格划分精度，例如，可根据
其中，ｔ＝ｒｌＡｔ，Ａｔ为时间步长；
ｌ鼍鬈篡。
卜然慕黧耿
上
工
ｌ≮＝罴嚣
上
１ １ Ｉ
建立州。Ｊ
ＦＤＴＤ
汽车电磁兼容性分析与预测，其核心是基于 ＭＡＸＷＥＬＬ方程，对汽车各敏感设备的电磁环境进行分 析和计算。目前，传统求解ＭＡＸＷＥＬＬ方程的各种数值 方法比如矩量法（ＭＯＭ）、有限元法（ＦＥＴ）及时域有 限差分法（ＦＤＴＤ），都被用于汽车电磁兼容性分析与预 测，并开发出了基于以上各种算法的各种商业软件。事实 上，针对具体的分析对象，可采用商业软件＋数值分析的 方法，更容易获得满意的分析预测效果。
中国科技信恩２０１ ４年第０１期・ＣＨＩＮＡ
ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＮＤ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ Ｊａｎ．２０１４
推广技术
基金项目：广西高等学校科研资助项目（Ｎｏ．２００１０３ＹＢｌ０７）
基于ＦＤＴＤ汽车电磁兼容仿真技术的研究
赵嘉陈艳
广西科技大学计算机学院，广西柳州市５４５００６
Ｒｅｓｅａｒｃｈ
对汽驻外ｊ眵特点分析
计算精度和时间的要求，将车厢空间与线束区域的网格精 度划分为３－５倍的比例关系。
５结语
通过完全测试的方法解决现代汽车设计的电磁兼容性 问题，不仅设计周期长，且费用昂贵，因此，电磁兼容仿 真与预测成为近年来汽车设计技术的研究热点，各种新的 建模技术与有效的数值算法也不断被提出。在实际的仿真 分析过程中，可根据电磁兼容仿真的层次和具体要求，采 用商用软件与数值计算相结合的办法，可取得更好的仿真
万方数据
推广技术
中国科技信息２０１ ４年第０１期・ＣＨＩＮＡ
ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＮＤ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ Ｊａｎ．２０１４
（４）车内通信设备等。车外干扰源指来自车外能对 车内敏感设备产生电磁干扰的信号，车外干扰信号通常来 自： １）车外雷达； ２）无线电台； ３）高压电线的放电等等。汽车干扰源的研究，重点 通常是关注其频谱、峰值等参数。 ２．１．２敏感设备 指车内最易受到电磁干扰的电气设备，通常有： （１）车内各种电气控制模块； （２）各类传感器； （３）车内通信设备。值得注意的是，车载通信设备 既是产生电磁干扰源的设备，同时也是车内最易受到电磁 干扰的敏感设备。车内通信设备的设计和研究，在汽车电 磁兼容性设计中，具有特殊的意义。 ２．１．３电磁干扰的耦合途径 汽车电磁干扰的耦合途径包括有线传导和无线耦合两 个信道。汽车的电动机、发电机、继电器等触点开关，在 工作时产生瞬态脉冲，该脉冲信号通过汽车电气内部的信 号线、控制线或电源线传导到敏感设备形成干扰，该干扰 信号的耦合方式称有线传导；而无线耦合通常指上述提及 的瞬态脉冲信号及车内外通信设备的信号以无线电波的形 式耦合到敏感设备【４ｌ。事实上，汽车上的耦合途径非常复 杂，两种主要的耦合途径可同时存在。以汽车通信系统为 例，电磁辐射既可以直接耦合到通信系统中的天线，也可 能先耦合到裸露的馈线上，然后再传导进入天线，形成电磁 的交叉耦合，干扰车载天线的正常工作，造成汽车通信系 统工作的不正常。
Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ
汽车进行ＥＭＣ建模并作仿真预测，是一种新的技术和方
法。
２．汽车电磁兼容研究的内容及基本技术手段
２．１研究内容 任何电磁兼容问题研究的三要素包括： （１）干扰源； （２）敏感设备； （３）电磁干扰的耦合途径。汽车电磁兼容问题的研 究，也必须从以上三个方面入手，分析产生汽车电磁兼容 性问题的干扰源，找出车内受电磁干扰影响最严重的设备 及影响该设备的主要途径，进而采取具体措施，使汽车的 电气设计符合电磁兼容标准的要求【３１。 ２．１．１干扰源 汽车电磁干扰源通常可划分为车内干扰源和车外干扰 源两种。车内干扰源指汽车内各种电气设备激发的电磁波 干扰信号，这些电气设备主要包括： （１）汽车点火系统； （２）车内各种电动机和发电机； （３）继电器及控制开关；
订＇ｉｔ自Ｌ帔拟计钾
Leabharlann Baidu
［４】余召锋，徐鸣谦，吴伟．汽车电磁兼容性及其仿真预测技术
【Ｊ】．汽车研究与开发，２００３（１）：５９—４１． 【５】高本庆．时域有限差分法［Ｍ】．北京：国防工业出版社，Ｉ
９９５．
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计算结粜
Ｉ 图２基于ＦＤＩ＇Ｄ对汽车电磁兼容仿真流程 ４．２．１汽车的三维模型的建立 为使汽车电磁兼容仿真预测具有合理的精度与实用 性，首先必须要建立起正确的汽车仿真几何模型。由于汽 车几何结构复杂，目前其几何模型的建立，多采用计算 机辅助设计软件（例如：ＡＵＴＯ ＣＡＤ）来辅助实现。设 计中通常首先将汽车按其几何外形的特点分解为若干个部 件，并建立起相关的几何尺寸描述文件，再给每一关键部 分的电磁参数进行赋值，将各个部件拼接后即形成整体的 三维整体模型【７１。
ｏｍａｘ＝入ｍｉｎ／１０
（５）
其中入ｍｉｎ是干扰源所关心最高工作频率对应的波 长，ｏ ｍａｘ是划分网格的最大间距。 《中国科技信息》杂志社官方微信平台 ４．２．３耦合路径及敏感设备的网格划分 以车内线速束为例，线束既是车内电磁干扰的主要 耦合路径，同时又是主要的敏感设备。在ＦＤＴＤ离散划分
时，可采用不均匀网格划分方法，在电磁辐射不强，耦合
ｏｎ
Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｎ ＦＤＴＤ
Ｚｈａｏ Ｊｉａ
Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｂａｓｅｄ
Ｃｈｅｎ Ｙａｎ
Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｌｉｕｚｈｏｕ ５４５００６，Ｃｈｉｎａ
Ｃｏｍｐｕｔｅｒ，Ｇｕａｎｇｘｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ
效果。
（４）
构建汽乍ｊ：维寓体横型
参考文献
【１】童国庆．对汽车设计中电磁兼容性的思考［Ｊ】．
２００８（９）：６５－６６．
工
汽车电器，
●
Ｉ黧：：黧Ｈ燃Ｆ［ＩＩ＇Ｄ拽
ｌ
ｌ确定于扰潍、敏感改蔷和 禚台选橙
【２】吕英华．计算电磁学的数值方法【Ｍ】．北京：清华大学出版
社，２００６．
［５】高印寒，马喜来，陈如娜．基于模糊推理的汽车电磁兼容预 Ｉ 测技术［Ｊ】．吉林大学学｛ｔ（－Ｔ－学版），２００６，３６（３）：３９９—４０５．
文献标识码：Ａ 中图分类号：ＴＰ２０６．５
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１—８９７２．２０１４．１４．０３７
１概述
目前，大量的电气电子设备广泛应用于汽车各个系 统，并对汽车的性能起着关键性作用。但随着电气电子 设备的增加，车内电磁环境逐渐恶化，轻则影响电子设 备的正常工作，重则引起车内控制系统失灵、通信中 断等，给行车安全造成严重隐患。汽车电磁兼容（ＥＭＣ，
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Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）技术就是要保证汽车在运
行过程中，车上的电气电子设备不相互影响，能兼容协调 地工作。汽车电磁兼容仿真预测是一种数值计算的方法， 其目的是对汽车电气与电子系统的电磁兼容程度进行有效 评估，并依据计算结果进行或修正汽车的电气设计…。 Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ Ｔｉｍｅ 时域有限差分法（ＦＤＴＤ，Ｆｉｎｉｔｅ Ｄｏｍａｉｎ）是一种求解ＭＡＸＥＬＬ方程的时域数值方法，在 解决非均匀介质、任意形状和复杂结构的电磁场问题时， 具建模灵活、计算速度快的优点［２】。ＦＤＴＤ方法在解决电 磁兼容性问题时，需要对计算目标的几何及电磁参数进行 描述，并对目标进行网格化离散，以建立ＦＤＴＤ模型。汽 车由于结构和外形复杂，在对其电磁兼容的仿真计算时， 其建模过程更加复杂。模型的建立不仅影响到计算的效 率，而且还直接影响到计算的准确度。基于ＦＤＴＤ算法对