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基于汽车冷却系统的电磁干扰仿真与优化
| 论文题名： | 基于汽车冷却系统的电磁干扰仿真与优化 |
| 关键词： | 汽车冷却系统;电子设备;优化设计;电磁兼容 |
| 摘要： | 20世纪后，汽车工业高速发展，汽车市场的竞争日趋激烈。在“一带一路”战略和“国家品牌计划”共同推进的今天，正是我国自主汽车品牌向高质量发展的重要契机。随着汽车电子设备在车辆各系统应用的急剧增长，汽车电磁兼容问题必将日益严重。在传统汽车行业中，往往通过多次实验的方法来逐步改进产品的电磁兼容性，由于产品已具备雏形，发现问题再采取方法解决，措施有限且代价高昂。要解决车辆中的电磁兼容问题应当从后验转变为前验，在车辆设计初期就对产品进行有效的电磁兼容分析才是重中之重。 本文首先阐述了汽车电磁兼容国内外研究现状，电磁兼容分析中用到的基本知识，包括麦克斯韦方程、时变电场的边界条件、动态位、达朗贝尔方程、电磁功率流、坡印廷矢量、近场区和远场区；其次建立国际算例TEAM problem7有限元模型验证基于傅立叶变换的快速计算方法；分析了水泵模块电磁干扰产生的机理，建立电磁干扰有限元模型并应用频域快速算法验证了快速算法的正确性和水泵模块辐射干扰仿真结果的正确性；采用EMSCAN电磁干扰扫描系统搭建水泵模块控制器的辐射实验平台，测量了水泵控制器在正常工作时的电磁噪声，结合仿真结果分析了大功率电路辐射发射原因；最后在介绍辐射方向图的基础上，分析了水泵模块控制器主电路的远场辐射能力；并分析两种优化方式增加电路板顶层和增加接地层对其辐射远场增益的影响。 研究结果表明基于傅立叶变换的快速算法可以有效的降低计算时间与计算量，结合实验测量水泵模块电磁干扰强度频谱图，证明了快速算法的准确性；进一步研究了水泵模块控制器主电路的辐射特性，结合实验测量的电磁场分布，证明了仿真结果的可靠性，并给出了电路板改进措施。如果电路板中存在三相电路，增加顶层面积的优化方式将很难抑制电磁辐射采取增加接地层的效果会更加明显；但如果电路板中只存在单相电路，优先选择增加顶层面积。 |
| 作者： | 冯伟 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 金亮;刘本利 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津工业大学 |
| 学位年度： | 2020 |
| 正文语种： | 中文 |
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