电动汽车高压电气系统电磁兼容性基础研究及其电磁环境分析与优化

电动汽车动力驱动系统的高电压、大电流使其在运行过程中产生强电磁干扰，直接影响其它电器设备的正常工作，对驾乘人员的安全和健康构成威胁，是制约我国电动汽车产业化的关键问题之一。因此本项目拟研究电动汽车整车级和系统级的电磁兼容问题。研究动力驱动系统工作过程中电磁干扰的产生、传播、分布；研究多干扰源的系统级EMC仿真模型的集成技术；研究线束的电磁辐射及电磁辐射敏感度仿真模型；研究电动汽车整车级EMC仿真模型的建模技术；研究复杂大系统的电磁场边值问题的求解技术；研究多软件联合仿真技术；研究高压电气系统产生的电磁干扰对汽车内部电磁环境的影响；研究电动汽车电磁兼容性的优化方案；研究实验验证方案、测试技术与评价方法。本项目的研究成果能够在电动汽车设计初期解决潜在的电磁兼容问题；在整车级电磁兼容性的研究上取得突破，为评价电动汽车电磁环境的安全性、电动汽车国家健康标准的建立提供理论依据。

电动汽车动力驱动系统的高电压、大电流使其在运行过程中产生强电磁干扰，直接影响其它电器设备的正常工作，对驾乘人员的安全和健康构成威胁，是制约我国电动汽车产业化的关键问题之一。本项目研究了电动汽车高压电气系统在不同运行状态下所有线束的干扰频谱，分析干扰产生机理和传播路径。研究了直流电源变换系统电磁干扰问题，建立了传导干扰数值仿真预测模型，通过实验验证了模型正确性和适用性，提出干扰抑制方法，并证明了方法的有效性、可行性。对电机驱动系统的电磁干扰预测模型进行了研究，建立了可适用于多工况下的传导电磁干扰预测模型，通过多种实验验证模型的通用性；建立了整车级辐射干扰模型，实验结果说明该模型是正确的，可用于预测整车级电磁辐射；对驱动系统工频下的磁场分布与屏蔽措施进行初步探讨。研究了线束的EMC问题，提出了描述多导体传输线电磁特性的等效波阻抗定义及其计算公式，根据史密斯圆图的特点，将终端阻抗进行归一化处理，通过算例表明汽车线束EMC等效模型明显减小了计算时间、降低了计算机内存、硬盘空间。研究了在传导干扰频段范围内，动力电池的高频模型，分别建立了基于频域分析法、时域分析法和矢量匹配法的电池高频电路模型，实验验证模型的正确性，并探讨模型在整车电磁兼容仿真中实用性。研究了电源网络的电磁干扰问题，提出基于粒子群算法的去耦网络优化方法，该方法对降低电源的电磁干扰十分有效。