汽车点火系统电磁干扰预测方法的研究

论文摘要

汽车点火系统工作时由于产生的电磁干扰具有能量大,频带宽等特点,因此通常被认为是汽车电磁兼容（EMC）最主要的电磁干扰源,并且该干扰源还通过相连的线束对外产生电磁辐射。这不仅影响整个汽车电气系统的电磁兼容性能,而且成为是汽车满足电磁兼容标准的最大障碍。为了在汽车电气系统的设计初期就能初步评估点火系统的电磁兼容特性,本文重点讨论了该系统电磁兼容的研究与预测方法,其目的是为了通过对点火系统的深入研究后将方法推广到汽车其它系统以及整车级的电磁兼容。本文的主要研究内容有:①通过对汽车点火系统干扰源的“屏蔽与铁氧体消耗”的方法,做了点火系统电磁干扰标准测试;点火系统电磁干扰系统排查测试;点火系统电磁干扰线束排查测试。通过对大量的实验数据的分析,得到低压侧电源线束的共模电流是产生点火系统的辐射型电磁干扰的主要原因。②基于“分而治之”的原则对点火系统传导电磁干扰进行预测研究。具体的思路是:首先,将整个点火系统划分为三大模块,七大组件;其次,利用“场-路”结合的方法建立了每个组件电路模型;最后,将各个组件的电路模型合成点火系统仿真电路模型,从仿真结果和测试结果的比较中可以看出,文中关于点火系统传导骚扰的建模方法是可行的,所获得的传导骚扰的仿真模型是正确的,在频段150kHz-20MHz内能够较为准确的预测点火系统工作时所产生的传导电磁骚扰。③在建立正确的点火系统传导预测电路模型的基础,进行了点火系统内参数化仿真。分别讨论了火花塞电阻以及点火线圈法拉第屏蔽对点火功能与传导电磁干扰的影响。火花塞电阻对火花电流持续时间有一定的影响,但对传导电磁干扰的影响并不大;而法拉第屏蔽是一种有效的抑制共模电磁干扰信号的方法,从理论分析、仿真结果以及实验结果都能验证了这一点。④在点火系统的辐射电磁干扰的预测,本文利用“传递函数”法将实验数据与仿真数据相结合,并且对该方法进行了理论推导。通过有限元法（FEM）车体简化模型进行了仿真计算,并且介绍了建立车体的电磁计算模型的思路与方法。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 论文的选题意义
• 1.2 汽车电磁兼容的研究现状
• 1.2.1 汽车电磁兼容的研究的内容
• 1.2.2 汽车电磁兼容的研究的方法
• 1.2.3 国内外的研究水平
• 1.3 论文的主要研究内容
• 1.4 论文的章节与结构
• 2 汽车点火系统及电磁干扰产生机理
• 2.1 点火系统的组成与工作原理
• 2.1.1 点火系统组成
• 2.1.2 点火系统工作原理
• 2.2 点火系统电磁干扰产生机理
• 2.2.1 初级电路中干扰电流
• 2.2.2 次级电路中火花放电
• 3 汽车点火系统电磁干扰预测的实验准备
• 3.1 点火系统电磁干扰实验准备
• 3.1.1 实验目的与方法
• 3.1.2 实验方法的理论依据
• 3.1.3 实验设备的介绍
• 3.2 点火系统电磁干扰实验内容
• 3.2.1 点火系统电磁干扰标准测试
• 3.2.2 点火系统电磁干扰系统排查测试
• 3.2.3 点火系统电磁干扰线束排查测试
• 3.3 点火系统电磁干扰实验数据分析与结论
• 3.3.1 标准测试的分析与结论
• 3.3.2 系统排查测试的分析与结论
• 3.3.3 线束排查测试的分析与结论
• 3.4 本章小结
• 4 汽车点火系统传导电磁干扰预测方法研究
• 4.1 传导电磁干扰预测方法
• 4.1.1 点火系统平台
• 4.1.2 预测方法的原理与流程
• 4.2 点火系统各组件电路模型
• 4.2.1 点火线圈的电路模型及参数提取
• 4.2.2 火花塞的电路模型及参数提取
• 4.2.3 高压阻尼线的电路模型及参数提取
• 4.2.4 系统控制开关的电路模型及参数提取
• 4.2.5 其它组件的电路模型及参数提取
• 4.3 点火系统电路模型及其仿真
• 4.3.1 点火系统电路模型
• 4.3.2 点火系统电磁干扰时频域仿真
• 4.3.3 点火系统电磁干扰参数化仿真分析
• 4.4 本章小结
• 5 汽车点火系统辐射电磁干扰预测方法研究
• 5.1 辐射电磁干扰预测方法介绍
• 5.1.1 预测方法的理论推导
• 5.1.2 预测方法的实施流程
• 5.2 汽车仿真模型的建立
• 5.2.1 实际车体电磁仿真模型
• 5.2.2 简化车体电磁仿真模型
• 5.3 汽车导线电磁辐射仿真分析
• 5.3.1 电磁波辐射的边值问题
• 5.3.2 汽车导线辐射传递函数H （ω） 的计算
• 5.4 本章小结
• 6 论文总结
• 6.1 论文的主要工作及成果
• 6.2 需进一步研究的问题
• 致谢
• 参考文献
• 附录：发表论文目录