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新能源和智能网联汽车电磁兼容性能影响因素研究

肖汀璇
  
云影媒体号
2024年48期
广电计量检测 武汉 有限公司 430000

摘要:随着新能源汽车和智能网联汽车技术的快速发展,电磁兼容性问题成为制约其性能和稳定性的关键因素。本文旨在探讨新能源和智能网联汽车电磁兼容性能的影响因素,并提出相应的优化策略,以提高汽车的安全性和可靠性。

关键词:新能源;智能网联;汽车;电磁兼容

引言:新能源汽车和智能网联汽车作为现代汽车技术的重要发展方向,其电磁兼容性能对于确保汽车的正常运行和行车安全具有重要意义。电磁兼容性能的好坏直接影响到汽车内部电气设备的正常工作以及与其他车辆和设备的通信质量。因此,研究新能源和智能网联汽车电磁兼容性能的影响因素,对于提高汽车的整体性能具有重要意义[1]。

一、新能源和智能网联汽车电磁兼容性能现状分析

随着科技的不断发展,新能源汽车和智能网联汽车逐渐成为了汽车行业的主流。相较于传统汽车,这两类汽车不仅在动力系统和智能化方面有着显著的提升,同时也在电磁兼容性能上提出了新的挑战。下面,将对新能源和智能网联汽车的电磁兼容性能现状进行具体分析。

首先,从新能源汽车的角度来看,其内部系统构成相较于传统汽车更为复杂。新能源汽车普遍采用了电驱动设备、DC/DC或DC/AC等部件,这些部件在高效、环保的同时,也带来了新的电磁兼容问题。在车辆运行过程中,这些部件可能会产生强烈的电磁辐射,如果电磁辐射没有得到有效的控制和管理,就可能对汽车内部的电气设备和系统造成干扰,进而影响车辆的正常运行[2]。

其次,智能网联汽车的电磁兼容性能问题也尤为突出。智能网联汽车不仅需要实现车内的各种电子设备之间的互联互通,还需要与外部网络、其他车辆以及基础设施等进行信息交互。在这一过程中,大量的数据和信息需要通过无线通信的方式进行传输,这就可能导致电磁干扰和电磁辐射的问题。如果车辆的电磁兼容性能不佳,就可能影响到通信的稳定性和可靠性,甚至可能导致信息传输的失败或错误[3]。

此外,新能源和智能网联汽车的电磁兼容性能问题还可能影响到车辆的安全性。电磁干扰可能导致车辆控制系统的失灵,或者影响到安全相关的传感器和设备的正常工作。在极端情况下,这种干扰甚至可能引发交通事故,对人员安全造成威胁。因此,针对新能源和智能网联汽车的电磁兼容性能问题,需要进行深入的研究和探讨[4]。

二、影响新能源和智能网联汽车电磁兼容性能的主要因素

(一)电磁骚扰源

新能源汽车和智能网联汽车内部存在多个电磁骚扰源,这些骚扰源在运行过程中会产生电磁辐射,对车辆内部的电气设备和系统造成潜在的干扰。具体来说,启动系统、电源系统以及驱动系统等关键部件在工作时会产生较强的电磁场,这些电磁场如果不加以控制,就会对周围的电子设备产生不利影响。以启动系统为例,当车辆启动或熄火时,启动电机的工作会产生强烈的电磁脉冲,这些脉冲可能会通过传导或辐射的方式干扰到其他电气设备的正常工作。同样,电源系统中的电池和发电机等设备也会产生电磁噪声,对车辆内部的电子设备造成干扰。此外,新能源汽车中的电机控制器、逆变器以及充电设备等也是电磁骚扰的重要来源。这些设备在工作时会产生高频电磁噪声,对车辆的电磁环境造成污染。

(二)耦合路径

电磁骚扰源产生的电磁能量通过特定的耦合路径传播到敏感设备,形成电磁干扰。这些耦合路径主要包括传导耦合和辐射耦合两种方式。传导耦合是指电磁骚扰源通过导线、电缆等电气连接直接传输到敏感设备。例如,当电磁骚扰源的电磁能量通过电源线或信号线传导到控制系统或传感器时,就可能对这些设备的正常工作造成影响。辐射耦合则是指电磁骚扰源以电磁波的形式在空间中传播,并被敏感设备接收。这种耦合方式通常发生在电磁骚扰源的频率较高、波长较短的情况下。例如,高频电子设备产生的电磁辐射可能通过空间传播干扰到附近的传感器或控制单元。因此,在新能源汽车和智能网联汽车的设计和制造过程中,需要充分考虑电磁骚扰源的特性和耦合路径的传播方式,采取有效的电磁屏蔽、滤波和接地等措施,以阻断或减小电磁骚扰对敏感设备的影响。

(三)敏感设备

新能源汽车和智能网联汽车内部的敏感设备主要包括控制系统、传感器以及各种电子元件等。这些设备对电磁干扰非常敏感,一旦受到干扰,就可能影响其正常工作,甚至导致故障或失效。以控制系统为例,它是车辆运行的核心部件,负责接收和处理各种传感器信号,控制车辆的行驶状态。如果控制系统受到电磁干扰,就可能导致信号失真或处理错误,进而影响车辆的行驶性能和安全性。传感器也是新能源汽车和智能网联汽车中非常重要的敏感设备,负责感知车辆内外的各种信息,如车速、温度、压力等,并将这些信息传输到控制系统进行处理。如果传感器受到电磁干扰,就可能导致测量误差或信号丢失,从而影响控制系统的决策和车辆的性能。

三、优化新能源和智能网联汽车电磁兼容性能的策略

(一)控制骚扰源的发射

控制骚扰源的发射是提升新能源汽车和智能网联汽车电磁兼容性能的重要一环。电磁骚扰源主要包括电源系统、启动系统、电机控制器等部件。为了降低这些骚扰源的电磁辐射强度,可以采取以下措施:首先,针对电源系统,通过优化电路设计,采用低辐射的电源模块和滤波电路,减少电源噪声的产生和传播。同时,对电池进行电磁屏蔽处理,减少电池工作时的电磁辐射。其次,对于启动系统,可以改进启动电机的设计,减少启动过程中的电磁脉冲。例如,采用软启动技术,逐步增加启动电机的电流,降低电磁脉冲的强度。此外,电机控制器作为新能源汽车的核心部件,其电磁兼容性能尤为重要。通过优化控制算法,减少电机控制器在工作时产生的电磁噪声。同时,对电机控制器进行电磁屏蔽处理,防止其产生的电磁辐射对其他设备造成干扰。

(二)阻断传播路径

阻断电磁骚扰源与敏感设备之间的耦合路径是减少电磁干扰传播的关键。第一,加强电磁屏蔽设计。在车辆内部布置屏蔽材料,如金属屏蔽层或导电涂料,以阻挡电磁骚扰源产生的电磁辐射。同时,对敏感设备进行局部屏蔽处理,防止其受到外界电磁干扰。第二,合理布置电缆和导线。避免电缆和导线长距离平行布置,以减少传导耦合的发生,对电缆和导线进行滤波处理,降低其传输电磁噪声的能力。第三,还可以采用滤波技术来阻断电磁干扰的传播。在电源线和信号线上安装滤波器,滤除电磁骚扰源产生的噪声信号,防止其进入敏感设备。

(三)提高敏感设备的抗干扰性能

提高敏感设备的抗干扰性能是确保新能源汽车和智能网联汽车稳定运行的关键。首先,选择高性能的电磁兼容元件。在敏感设备的电路设计中,选用具有高抗干扰能力的元件,如低噪声放大器、高速数字处理器等。其次,优化电路设计。通过合理布局电路元件、减少不必要的走线、降低电路阻抗等方式,减少电磁干扰在敏感设备内部的传播。此外,还可以采用差分信号传输技术、信号隔离技术等手段,提高敏感设备对电磁干扰的抵抗能力。

结语:

新能源和智能网联汽车的电磁兼容性能是影响其性能和稳定性的关键因素。通过对电磁骚扰源、耦合路径和敏感设备等因素的研究,我们可以找出影响电磁兼容性能的主要原因,并提出相应的优化策略。未来,随着新能源汽车和智能网联汽车技术的不断发展,电磁兼容性能问题将得到更加深入的研究和解决,为汽车的安全性和可靠性提供有力保障。

参考文献:

[1]王建利, 刘力, 龚晓琴, 白丽. 新能源和智能网联汽车电磁兼容性能影响因素研究[J]. 汽车文摘, 2023, (01): 59-62.

[2]邴俊俊, 丁亚平, 陈俊玲, 杨伟, 白雪强. 轮胎扎钉对电动汽车电磁兼容性能影响的研究[J]. 汽车科技, 2022, (03): 29-31+28.

[3]韩烨, 高新杰, 邱振宇, 冯来兵, 陈阳. 电动汽车电磁兼容性测评发展趋势[J]. 安全与电磁兼容, 2019, (05): 17-19+50.

[4]乔昌盛. 混合动力汽车CAN通讯电磁兼容性能研究[D]. 吉林大学, 2015.

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