一种整车电磁抗干扰性能评估方法及装置

文档序号:1964044 发布日期:2021-12-14 浏览:5次 >En<

阅读说明:本技术 一种整车电磁抗干扰性能评估方法及装置 (Method and device for evaluating electromagnetic anti-interference performance of whole vehicle ) 是由 童心 于 2021-09-18 设计创作,主要内容包括:本发明提供了一种整车电磁抗干扰性能评估方法及装置,其中,方法包括:建立整车电磁抗干扰仿真模型,整车电磁抗干扰仿真模型包括车身模型、测试环境模型、线束模型和终端部件模型,基于终端部件模型随机生成多个终端阻抗数据样本集,将多个终端阻抗数据样本集分别集成到整车电磁抗干扰仿真模型中,以得到多个整车抗干扰仿真模型样本,基于多个整车抗干扰仿真模型样本,评估整车电磁抗干扰风险。经由本发明提供的整车电磁抗干扰性能评估方案可获得整车电磁抗干扰风险,另外,本发明提供的整车电磁抗干扰性能评估方法无需获知整车零部件的详细特性,这使得本发明提供的整车电磁抗干扰性能评估方法具有较强的可操作性和实用性。(The invention provides a method and a device for evaluating electromagnetic anti-interference performance of a whole vehicle, wherein the method comprises the following steps: the method comprises the steps of establishing a whole vehicle electromagnetic anti-interference simulation model, wherein the whole vehicle electromagnetic anti-interference simulation model comprises a vehicle body model, a test environment model, a wire harness model and a terminal part model, randomly generating a plurality of terminal impedance data sample sets based on the terminal part model, respectively integrating the plurality of terminal impedance data sample sets into the whole vehicle electromagnetic anti-interference simulation model to obtain a plurality of whole vehicle anti-interference simulation model samples, and evaluating the whole vehicle electromagnetic anti-interference risk based on the plurality of whole vehicle anti-interference simulation model samples. In addition, the method for evaluating the electromagnetic anti-interference performance of the whole vehicle provided by the invention does not need to acquire the detailed characteristics of parts of the whole vehicle, so that the method for evaluating the electromagnetic anti-interference performance of the whole vehicle provided by the invention has stronger operability and practicability.)

一种整车电磁抗干扰性能评估方法及装置

技术领域

本发明涉及电磁抗干扰性能评估技术领域,尤其涉及一种整车电磁抗干扰性能评估方法及装置。

背景技术

汽车会面临各种各样复杂的电磁环境,电磁抗干扰是整车重要的性能。在设计阶段对整车电磁抗干扰性能进行评估,可以有效识别潜在风险并进行设计优化,从而大大降低后期测试整改的时间和成本。然而,如何对整车电磁抗干扰性能进行评估是目前亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此,本发明提供了一种整车电磁抗干扰性能评估方法及装置,用以对整车电磁抗干扰性能进行评估,其技术方案如下:

一种整车电磁抗干扰性能评估方法,包括:

建立整车电磁抗干扰仿真模型,其中,所述整车电磁抗干扰仿真模型包括车身模型、测试环境模型、线束模型和终端部件模型,所述线束模型为整车所包含的电气部件之间线束的模型,所述终端部件模型为所述线束中线缆所连接的部件终端的阻抗模型;

基于所述终端部件模型,随机生成多个终端阻抗数据样本集;

将所述多个终端阻抗数据样本集分别集成到所述整车电磁抗干扰仿真模型中,以得到多个整车抗干扰仿真模型样本;

基于所述多个整车抗干扰仿真模型样本,评估整车电磁抗干扰风险。

可选的,所述建立整车电磁抗干扰仿真模型,包括:

建立车身模型和测试环境模型;

建立整车抗干扰分析对象所包含的电气部件之间线束的模型,以得到所述线束模型;

建立所述线束的终端部件的阻抗模型,作为所述终端部件模型;

在所述线束模型的终端添加所述终端部件模型;

将所述车身模型、所述测试环境模型以及添加有所述终端部件模型的线束模型组合,得到所述整车电磁抗干扰仿真模型。

可选的,所述建立整车抗干扰分析对象所包含的电气部件之间线束的模型,包括:

针对所述整车抗干扰分析对象所包含的电气部件之间的每个线束,建立单条线缆模型,作为所述线束模型。

可选的,所述测试环境模型为标定好的天线模型;

所述基于所述多个整车抗干扰仿真模型样本,评估整车电磁抗干扰风险,包括:

基于所述标定好的天线模型施加场强;

仿真计算所述多个整车抗干扰仿真模型样本中终端部件的耦合电流;

基于所述多个整车抗干扰仿真模型样本中终端部件的耦合电流,分析整车电磁抗干扰风险。

可选的,所述仿真计算所述多个整车抗干扰仿真模型样本中终端部件的耦合电流,包括:

仿真计算每个整车抗干扰仿真模型样本中每个终端部件的耦合电流;

所述基于所述多个整车抗干扰仿真模型样本中终端部件的耦合电流,分析整车电磁抗干扰风险,包括:

将整车电磁抗干扰所关注的频率范围划分为多个子频段,将每个子频段作为目标子频段执行:

判断所述目标子频段内每个整车抗干扰仿真模型样本中每个终端部件的耦合电流是否大于对应的抗干扰性能阈值,以得到所述目标子频段内每个整车抗干扰仿真模型样本中每个终端部件的耦合电流对应的判断结果;

基于所述目标子频段内每个整车抗干扰仿真模型样本中每个终端部件的耦合电流对应的判断结果,确定所述目标子频段内的整车电磁抗干扰风险。

可选的,所述基于所述目标子频段内每个整车抗干扰仿真模型样本中每个终端部件的耦合电流对应的判断结果,确定所述目标子频段内的整车电磁抗干扰风险,包括:

基于所述目标子频段内每个整车抗干扰仿真模型样本中每个终端部件的耦合电流对应的判断结果,统计所述目标子频段内的耦合电流超标次数;

基于所述目标子频段内的耦合电流超标次数和所述多个整车抗干扰仿真模型样本中所有终端部件的总数量,计算所述目标子频段内的耦合电流超标概率;

基于所述目标子频段内的耦合电流超标概率,确定所述目标子频段内的整车电磁抗干扰风险。

可选的,所述基于所述目标子频段内的耦合电流超标概率,确定所述目标子频段内的整车电磁抗干扰风险,包括:

若所述目标子频段内的耦合电流超标概率为0,则确定所述目标子频段内不存在整车电磁抗干扰风险;

若所述目标子频段内的耦合电流超标概率大于0,且小于或等于预设的耦合电流超标概率阈值,则确定所述目标子频段内存在较低的整车电磁抗干扰风险;

若所述目标子频段内的耦合电流超标概率大于所述预设的耦合电流超标概率阈值,则确定所述目标子频段内存在较高的整车电磁抗干扰风险。

一种整车电磁抗干扰性能评估装置,包括:仿真模型构建模块、终端阻抗数据样本生成模块、终端阻抗数据样本集成模块、整车电磁抗干扰风险评估模块;

所述仿真模型构建模块,用于建立整车电磁抗干扰仿真模型,其中,所述整车电磁抗干扰仿真模型包括车身模型、测试环境模型、线束模型和终端部件模型,所述线束模型为整车所包含的电气部件之间线束的模型,所述终端部件模型为所述线束中线缆所连接的部件终端的阻抗模型;

所述终端阻抗数据样本生成模块,用于基于所述终端部件模型,随机生成多个终端阻抗数据样本集;

所述终端阻抗数据样本集成模块,用于将所述多个终端阻抗数据样本集分别集成到所述整车电磁抗干扰仿真模型中,以得到多个整车抗干扰仿真模型样本;

所述整车电磁抗干扰风险评估模块,用于基于所述多个整车抗干扰仿真模型样本,评估整车电磁抗干扰风险。

可选的,所述测试环境模型为标定好的天线模型;

所述整车电磁抗干扰风险评估模块,包括:场强施加模块、耦合电流仿真计算模块和整车电磁抗干扰风险分析模块;

所述场强施加模块,用于基于所述标定好的天线模型施加场强;

所述耦合电流仿真计算模块,用于仿真计算所述多个整车抗干扰仿真模型样本中终端部件的耦合电流;

所述整车电磁抗干扰风险分析模块,用于基于所述多个整车抗干扰仿真模型样本中终端部件的耦合电流,分析整车电磁抗干扰风险。

可选的,所述耦合电流仿真计算模块,具体用于仿真计算每个整车抗干扰仿真模型样本中每个终端部件的耦合电流;

所述整车电磁抗干扰风险分析模块,具体用于将整车电磁抗干扰所关注的频率范围划分为多个子频段,将每个子频段作为目标子频段执行:判断所述目标子频段内每个整车抗干扰仿真模型样本中每个终端部件的耦合电流是否大于对应的抗干扰性能阈值,以得到所述目标子频段内每个整车抗干扰仿真模型样本中每个终端部件的耦合电流对应的判断结果,基于所述目标子频段内每个整车抗干扰仿真模型样本中每个终端部件的耦合电流对应的判断结果,确定所述目标子频段内的整车电磁抗干扰风险

本发明提供的整车电磁抗干扰性能评估方法及装置,首先建立整车电磁抗干扰仿真模型,然后基于整车电磁抗干扰仿真模型中的终端部件模型随机生成多个终端阻抗数据样本集,接着将多个终端阻抗数据样本集分别集成到整车电磁抗干扰仿真模型中,以得到多个整车抗干扰仿真模型样本,最后基于多个整车抗干扰仿真模型样本,评估整车电磁抗干扰风险。经由本发明提供的整车电磁抗干扰性能评估方案可评估获得整车电磁抗干扰风险,另外,本发明提供的整车电磁抗干扰性能评估方法无需获知整车零部件的详细特性,这使得本发明提供的整车电磁抗干扰性能评估方法具有较强的可操作性和实用性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的整车电磁抗干扰性能评估方法的流程示意图;

图2为本发明实施例提供的汽车典型线束的截面示意图,以及某车辆某线束中的某一条线缆在10种随机捆扎下的耦合电流的示意图;

图3为本发明实施例提供的某汽车的电气部件中某两个端口的阻抗的示意图;

图4为本发明实施例提供的建立整车电磁抗干扰仿真模型的流程示意图;

图5为本发明实施例提供的车身模型的一示例;

图6为本发明实施例提供的对天线模型进行标定的示意图;

图7为本发明实施例提供的电子电气子系统的拓扑结构的一示例;

图8为本发明实施例提供的添加有阻抗模型的线束模型的一示例;

图9为本发明实施例提供的基于多个整车抗干扰仿真模型样本,评估整车电磁抗干扰风险的流程示意图;

图10为本发明实施例提供的整车电磁抗干扰所关注的6个子频段内耦合电流超标概率的一示例;

图11为本发明实施例提供的整车电磁抗干扰性能评估装置的结构示意图;

图12为本发明实施例提供的整车电磁抗干扰性能评估设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

本案发明人在实现本案的过程中发现:

设计阶段的整车电磁抗干扰性能评估需同时考虑电磁环境、整车电气设计、电子零部件特性三个方面,这三个方面分别对应电磁兼容的三要素,即干扰源、耦合途径、敏感设备,这些分布于整车厂和零部件厂商两处,整车厂知悉电磁环境和整车电气设计,但无法获得零部件的详细电气特性,零部件厂商知悉所设计零部件的电气特性,并且在标准台架上进行电磁抗干扰测试,但是不完全了解整车电气设计,且标准台架测试与整车实际电磁环境存在差异,这些实际限制因素导致设计阶段的整车电磁抗干扰分析在工程实现上存在困难。

目前存在一些对整车电磁抗干扰性能进行评估的方案,但是,这些评估方案均只是对整车电磁抗干扰性能进行比较粗略的评估,缺乏对干扰耦合和部件受扰的机理分析,也缺乏明确的判断依据和评价准则,因此,评估结果对设计指导的价值有限,有鉴于此,本案发明人进行了研究,通过研究,提出了一种效果较好的能够克服现有评估方案所存在缺陷的整车电磁抗干扰性能评估方法,通过该方法可获得比较有价值的评估结果,该评估方法的基本构思是:

建立整车电磁抗干扰仿真模型,随机生成多个终端阻抗数据样本集,将多个终端阻抗数据样本集分别集成到整车电磁抗干扰仿真模型中,以得到多个整车抗干扰仿真模型样本,对多个整车抗干扰仿真模型样本进行仿真计算,以得到多个整车抗干扰仿真模型样本中终端部件的耦合电流,针对获得的耦合电流采用概率统计方法,分析整车电磁抗干扰风险。

接下来通过下述实施例对本发明提供的整车电磁抗干扰性能评估方法进行介绍。

请参阅图1,示出了本发明实施例提供的整车电磁抗干扰性能评估方法的流程示意图,该方法可以包括:

步骤S101:建立整车电磁抗干扰仿真模型。

本实施例中的整车电磁抗干扰仿真模型包括:车身模型、测试环境模型、线束模型和终端部件模型。

其中,线束模型为整车所包含的电气部件之间线束的模型,本实施例中两个电气部件之间线束的模型为单线缆模型,即,两个部件之间的线束,无论内部有多少条线缆,均用单条线缆表征。

其中,终端部件模型为线束中线缆所连接的部件终端的阻抗模型。考虑到线束中每一条线缆连接的部件终端均存在终端阻抗,在整车抗干扰问题中,部件可以看作是线缆终端连接的一个阻抗,因此,本实施例将线束中线缆所连接的部件终端的阻抗模型作为终端部件模型。

建立整车电磁抗干扰仿真模型的具体实现过程可参见后续实施例的说明。

步骤S102:基于终端部件模型,随机生成多个终端阻抗数据样本集。

在本实施例中,可采用随机数发生器生成多个终端阻抗数据样本集,其中,每个终端阻抗数据样本集中的每个终端阻抗数据样本为一指定区间的随机数。需要说明的是,一个整车抗干扰仿真模型样本中不同终端部件的终端阻抗数据样本是互不相同的随机数。

步骤S103:将多个终端阻抗数据样本集分别集成到整车电磁抗干扰仿真模型中,以得到多个整车抗干扰仿真模型样本。

将一个终端阻抗数据样本集集成到整车电磁抗干扰仿真模型中,便得到一个整车抗干扰仿真模型样本,假设随机生成N个终端阻抗数据样本集,则将N个终端阻抗数据样本集分别集成到整车电磁抗干扰仿真模型中,便可得到N个整车抗干扰仿真模型样本。

需要说明的是,整车抗干扰仿真模型样本的数量不宜小于10,整车抗干扰仿真模型样本的数量越多,最终获得的评估结果越准确。

步骤S104:基于多个整车抗干扰仿真模型样本,评估整车电磁抗干扰风险。

在本实施例中,可首先对多个整车抗干扰仿真模型样本中终端部件的耦合电流进行仿真计算,然后基于仿真计算得到的耦合电流,采集概率统计方法对整车电磁抗干扰风险进行评估。

建立整车电磁抗干扰仿真模型的具体实现过程可参见后续实施例的说明。

需要说明的是,对整车电磁抗干扰性能进行评估的难点主要在于如下两个方面:

其一,线束中的线缆具有随机性。电气部件之间的线束是电磁干扰的重要耦合途径,每个电气部件往往连接有多条线缆,多条线缆存在于同一捆线束中,具备随机捆扎特性,即,线缆在线束中的排布位置,在沿线束路径的各截面,是随机和不确定的,如图2的(a)图所示,并且,每台车辆上的同一条线束,由于制造工艺原因,其捆扎特性也存在随机性差异,这导致电磁场在线束中产生的耦合电流也具备随机性,图2的(b)图示出了某车辆某线束中的某一条线缆在10种随机捆扎下的耦合电流,上述的随机特性是对整车抗干扰性能进行明确量化分析的一个难点,另外,电气部件连接的线缆数量一般都很多,对其逐一分析,其建模的工作量大,仿真的计算周期长,不利于工程化应用。

其二,线缆所连接的部件终端的阻抗未知。线缆从电磁场中耦合的干扰电流即耦合电流传输到部件终端,从而引起抗干扰问题,同时,耦合电流的强度也与终端阻抗有关,终端阻抗是一个随频率变化的未知函数,图3示出了某部件中某两个端口的阻抗。获得部件的终端阻抗需要利用部件详细的电路设计、PCB设计、元器件详细参数进行计算,这在工程上是不现实的,一方面零部件厂商出于技术保密原因一般不可能提供详细设计,另一方面,每个部件都具有多个端口,对其逐一进行计算的工作量巨大,且并非每个元器件都能提供EMC所关注的高频范围的参数。

鉴于上述难点,本案发明人想到,具备随机特性的多条线缆,及其连接的多个阻抗未知的部件终端,可以合成为一个联合的随机系统进行考虑,在该系统中,多根随机线缆组成的线束用确定的单根线缆表征,线缆终端阻抗用已知区间的随机数阻抗表征,集中反映该系统的随机特性,在此基础上生成多个整车抗干扰仿真模型样本,进而基于多个整车抗干扰仿真模型样本评估整车电磁抗干扰风险。

本发明实施例提供的整车电磁抗干扰性能评估方法,首先建立整车电磁抗干扰仿真模型,然后随机生成多个终端阻抗数据样本集,接着将多个终端阻抗数据样本集分别集成到整车电磁抗干扰仿真模型中,以得到多个整车抗干扰仿真模型样本,最后基于多个整车抗干扰仿真模型样本,评估整车电磁抗干扰风险。经由本发明提供的整车电磁抗干扰性能评估方法可评估出整车电磁抗干扰风险,另外,本发明实施例提供的整车电磁抗干扰性能评估方法无需获知整车零部件的详细特性,这使得本发明提供的整车电磁抗干扰性能评估方法具有较强的可操作性和实用性。

接下来对上述实施例中的“步骤S101:建立整车电磁抗干扰仿真模型”的具体实现过程进行介绍。

请参阅图4,示出了建立整车电磁抗干扰仿真模型的流程示意图,可以包括:

步骤S401:建立车身模型。

本实施例中的车身模型指的是,车身的电磁兼容仿真模型。需要说明的是,车身金属是车上电气部件的干扰回流路径和参考地,同时也存在电磁场屏蔽和谐振效应,是整车电磁抗干扰分析必须考虑的部分,而非金属部分对电磁干扰的影响非常小,且由于趋肤效应,电流只在金属的表层分布,有鉴于此,建立车身模型的过程可以包括:

从整车设计文件中获取车身结构的数模;将提取的车身结构的数模仅保留金属部分,并将金属部分简化为无厚度的金属表面,以得到车身金属模型;对车身金属模型进行优化处理;对优化后的车身金属模型进行网格离散化,得到车身的电磁兼容仿真模型,即车身模型,图5示出了车身模型一示例的示意图。其中,对车身金属模型进行的优化处理可以但不限定为包括:对电磁干扰影响较小但耗费计算资源的细微结构进行删除、合并或重构。

步骤S402:建立测试环境模型。

本实施例中的测试环境模型指的是,整车抗干扰测试环境的模型。建立测试环境模型的过程可以包括两个过程,其一,建立天线模型,其二,对建立的天线模型进行标定。

在建立天线模型时,可按照实验室实际天线的类型和结构进行建模。需要说明的是,不同频段一般采用不同的天线,30MHz以下一般采用平面波来模拟带状线测试,30~300MHz可以采用双锥天线、对数周期天线、复合天线,300MHz~1000MHz可以采用对数周期天线、复合天线、喇叭天线,1000MHz以上可以采用复合天线、喇叭天线。可选的,为了提高计算效率,天线模型可采用细线模型或无厚度平面模型。建立的天线模型需要经过调校优化,即调整天线模型的结构,以使其具备较好的天线性能,调校优化后的天线模型需满足,在天线的有效频段内80%以上的频点VSWR(电压驻波比)<5。

在对建立的天线模型进行标定时,可在仿真环境下,按照ISO11451-2定义的标定设置,对天线激励参数进行标定,如图6所示,通过调整天线的激励,使参考点的电磁场强度等于预设值,并且使场强均匀性满足要求,即参考点左右两侧0.5m处的两个点的场强与参考点的场强之差,在天线至少80%的工作频率范围内小于6dB。上述提及的参考点指的是图5中的“2”所指示的4个点,参考点按照ISO11451-2标准定义选取,具体为,车辆前轴后方0.2m处,距离地面0.5m、0.8m、1m、1.2m这4个点。

步骤S403:建立整车抗干扰分析对象所包含的电气部件之间线束的模型,以得到线束模型。

其中,整车抗干扰分析对象为一个或多个电子电气子系统,每个电子电气子系统包含多个电气部件,如控制器、传感器、执行器等,电气部件之间以线束互连,一条线束中存在多条线缆。

在本实施例中,建立整车抗干扰分析对象所包含的电气部件之间线束的模型的过程包括:针对整车抗干扰分析对象所包含的电气部件之间的每个线束,建立单条线缆模型,作为线束模型。

需要说明的是,本实施例中建立线束模型的过程实质为,把各电气部件之间互连的线束用单条线缆表征,即,两个部件之间互连的线束,无论内部有多少条线缆,均建立为单条线缆模型,该单条线缆模型的物理路径为实际线束的截面中心点路径,线径为零,如此便于离散剖分和仿真求解,单条线缆模型可称之为归一化集总线束模型。

图7示出了一电子电气子系统的拓扑结构的示例,图7示出的电子电气子系统包含控制器1、负载2、传感器3和传感器4,其中,控制器1与负载2以包含3条线缆的线束互连,控制器1与传感器3以包含4条线缆的线束互连,控制器1与传感器4以包含4条线缆的线束互连,按上述建立线束模型的方式,可针对控制器1与负载2之间的线束建立单条线缆模型,针对控制器1与传感器3之间的线束建立单条线缆模型,针对控制器1与传感器4之间的线束建立单条线缆模型,建立的3个单条线缆模型如图8所示。

步骤S404:建立线束中线缆所连接的部件终端的阻抗模型,作为终端部件模型,并在线束模型的终端添加终端部件模型。

需要说明的是,整车抗干扰分析对象中每一条线缆连接的部件终端均存在终端阻抗,如图7所示,控制器1连接有A条线缆,A条线缆的终端阻抗分别为Z11(f)至Z1A(f),均为与频率f有关的函数,本实施例针对A条线缆的终端阻抗可建立阻抗模型[Z],并将建立的阻抗模型[Z]作为终端部件模型添加在建立的线束模型的终端,如图8所示。阻抗模型[Z]表征的是电气部件的终端阻抗特性,终端部件模型[Z]为随机数,[Z]=10α,其中α为(0,3)之间均匀分布的随机数。

步骤S405:将车身模型、测试环境模型以及添加有终端部件模型的线束模型组合,得到整车电磁抗干扰仿真模型。

接下来对上述实施例中的“步骤S104:基于多个整车抗干扰仿真模型样本,评估整车电磁抗干扰风险”的具体实现过程进行介绍。

请参阅9,示出了:基于多个整车抗干扰仿真模型样本,评估整车电磁抗干扰风险的流程示意图,可以包括:

步骤S901:基于标定好的天线模型施加场强。

步骤S902:仿真计算多个整车抗干扰仿真模型样本中终端部件的耦合电流。

使用标定的天线模型施加场强,在每个整车抗干扰仿真模型样本中每个终端部件处设置电流探头,仿真计算每个整车抗干扰仿真模型样本中每个终端部件的耦合电流。

步骤S903:基于多个整车抗干扰仿真模型样本中终端部件的耦合电流,分析整车电磁抗干扰风险。

具体的,基于多个整车抗干扰仿真模型样本中终端部件的耦合电流,分析整车电磁抗干扰风险的过程包括:将整车电磁抗干扰所关注的频率范围划分为多个子频段,可选的,根据干扰耦合模式和机理,可将整车电磁抗干扰所关注的频率范围划分为划分为如下6个子频段:0.1~15MHz,15~30MHz,30~100MHz,100~200MHz,200~400MHz,400~1000MHz,将每个子频段作为目标子频段执行:

步骤a1、判断目标子频段内每个整车抗干扰仿真模型样本中每个终端部件的耦合电流是否大于对应的抗干扰性能阈值,以得到目标子频段内每个整车抗干扰仿真模型样本中每个终端部件的耦合电流对应的判断结果。

电气部件在整车上之所以会受到干扰,是因为其从电磁场中耦合产生的干扰电流即耦合电流超过了其能承受的阈值,为此,本实施例判断目标子频段内每个整车抗干扰仿真模型样本中每个终端部件的耦合电流是否大于对应的抗干扰性能阈值。

需要说明的是,抗干扰性能阈值是已知的,其为整车设计向零部件提出的技术要求,是一个干扰电流相对于频率的函数,零部件设计者应该通过零部件台架级EMC试验,证明其部件设计能在该强度的干扰电流下正常工作,满足此抗干扰性能阈值要求。如果试验证明能满足上述技术要求,则零部件的抗干扰性能阈值即为上述整车设计向零部件提出的技术要求,如果试验证明不能满足上述技术要求,则在零部件台架级EMC试验中需要逐渐降低干扰电流强度,直到降到零部件在该干扰电流下可以正常工作,并把此时的电流阈值记为零部件的抗干扰性能阈值。

步骤a2、基于目标子频段内每个整车抗干扰仿真模型样本中每个终端部件的耦合电流对应的判断结果,确定目标子频段内的整车电磁抗干扰风险。

具体的,基于目标子频段内每个整车抗干扰仿真模型样本中每个终端部件的耦合电流对应的判断结果,确定目标子频段内的整车电磁抗干扰风险的过程可以包括:

步骤a21、基于目标子频段内每个整车抗干扰仿真模型样本中每个终端部件的耦合电流对应的判断结果,统计目标子频段内的耦合电流超标次数。

假设整车抗干扰仿真模型样本为N个,每个整车抗干扰仿真模型样本包含M个终端部件,则最终会获得N×M个终端部件的耦合电流对应的判断结果。需要说明的是,对于第n个整车抗干扰仿真模型样本中的第m个终端部件,若其在目标子频段内任意频点耦合电流Inm(f)大于对应的抗干扰性能阈值,则认为目标子频段内的耦合电流超标1次,对N个整车抗干扰仿真模型样本中所有终端部件的耦合电流对应的判断结果进行统计,便可获得目标子频段内的耦合电流超标次数。

步骤a22、基于目标子频段内的耦合电流超标次数和多个整车抗干扰仿真模型样本中所有终端部件的总数量,计算目标子频段内的耦合电流超标概率。

若将目标子频段内的耦合电流超标次数用P表示,则可通过下式计算目标子频段内的耦合电流超标概率η:

η=P/(N×M) (1)

请参阅图10,示出了0.1~15MHz、15~30MHz、30~100MHz、100~200MHz,200~400MHz和400~1000MHz这6个子频段内的耦合电流超标概率的一示例示意图,通过图8可看出各个子频段内耦合电流的超标情况。

步骤a23、基于目标子频段内的耦合电流超标概率,确定目标子频段内的整车电磁抗干扰风险。

具体的,若目标子频段内的耦合电流超标概率为0,则确定目标子频段内不存在整车电磁抗干扰风险,若目标子频段内的耦合电流超标概率大于0,且小于或等于预设的耦合电流超标概率阈值,则确定目标子频段内存在较低的整车电磁抗干扰风险,若目标子频段内的耦合电流超标概率大于预设的耦合电流超标概率阈值,则确定目标子频段内存在较高的整车电磁抗干扰风险。其中,耦合电流超标概率阈值可根据具体情况设定,可选的,耦合电流超标概率阈值可以为20%。

需要说明的是,若经评估,确定不存在整车电磁抗干扰风险,则说明整车设计满足整车电磁抗干扰要求,若经评估,确定存在较低的整车电磁抗干扰风险,此种情况下,可关注后期实测验证是否会出现问题,若经评估,确定存在较高的整车电磁抗干扰风险,则可采取整车级优化措施,如改善走线、接地、布局等,或提高零部件抗干扰性能阈值。

本发明实施例还提供了一种整车电磁抗干扰性能评估装置,下面对本发明实施例提供的整车电磁抗干扰性能评估装置进行描述,下文描述的整车电磁抗干扰性能评估装置与上文描述的整车电磁抗干扰性能评估方法可相互对应参照。

请参阅图11,示出了本发明实施例提供的整车电磁抗干扰性能评估装置的结构示意图,可以包括:仿真模型构建模块1101、终端阻抗数据样本生成模块1102、终端阻抗数据样本集成模块1103、整车电磁抗干扰风险评估模块1104。

仿真模型构建模块1101,用于建立整车电磁抗干扰仿真模型。

其中,所述整车电磁抗干扰仿真模型包括车身模型、测试环境模型、线束模型和终端部件模型,所述线束模型为整车所包含的电气部件之间线束的模型,所述终端部件模型为所述线束中线缆所连接的部件终端的阻抗模型。

终端阻抗数据样本生成模块1102,用于基于所述终端部件模型,随机生成多个终端阻抗数据样本集。

终端阻抗数据样本集成模块1103,用于将所述多个终端阻抗数据样本集分别集成到所述整车电磁抗干扰仿真模型中,以得到多个整车抗干扰仿真模型样本。

整车电磁抗干扰风险评估模块1104,用于基于所述多个整车抗干扰仿真模型样本,评估整车电磁抗干扰风险。

可选的,仿真模型构建模块1101包括:车身模型构建模块、测试环境模型构建模块、线束模型构建模块、终端部件模型构建模块、终端部件模型添加模块和模型组合模块。

所述车身模型构建模块,用于建立车身模型。

所述测试环境模型构建模块,用于测试环境模型;

所述线束模型构建模块,用于建立整车抗干扰分析对象所包含的电气部件之间线束的模型,以得到所述线束模型。

所述终端部件模型构建模块,用于建立整车抗干扰分析对象所包含的电气部件之间线束终端部件的阻抗模型,以得到所述终端部件模型。

所述终端部件模型添加模块,用于在所述线束模型的终端添加所述终端部件模型。

所述模型组合模块,用于将所述车身模型、所述测试环境模型以及添加有所述终端部件模型的线束模型组合,得到所述整车电磁抗干扰仿真模型。

可选的,所述线束模型构建模块,具体用于针对所述整车抗干扰分析对象所包含的电气部件之间的每个线束,建立单条线缆模型,作为所述线束模型。

可选的,所述测试环境模型为标定好的天线模型;整车电磁抗干扰风险评估模块1104包括:场强施加模块、耦合电流仿真计算模块和整车电磁抗干扰风险分析模块;

所述场强施加模块,用于基于所述标定好的天线模型施加场强。

所述耦合电流仿真计算模块,用于仿真计算所述多个整车抗干扰仿真模型样本中终端部件的耦合电流。

所述整车电磁抗干扰风险分析模块,用于基于所述多个整车抗干扰仿真模型样本中终端部件的耦合电流,分析整车电磁抗干扰风险。

可选的,所述耦合电流仿真计算模块,具体用于仿真计算每个整车抗干扰仿真模型样本中每个终端部件的耦合电流。

所述整车电磁抗干扰风险分析模块,具体用于将整车电磁抗干扰所关注的频率范围划分为多个子频段,将每个子频段作为目标子频段执行:判断所述目标子频段内每个整车抗干扰仿真模型样本中每个终端部件的耦合电流是否大于对应的抗干扰性能阈值,以得到所述目标子频段内每个整车抗干扰仿真模型样本中每个终端部件的耦合电流对应的判断结果,基于所述目标子频段内每个整车抗干扰仿真模型样本中每个终端部件的耦合电流对应的判断结果,确定所述目标子频段内的整车电磁抗干扰风险。

可选的,所述整车电磁抗干扰风险分析模块在基于所述目标子频段内的耦合电流超标概率,确定所述目标子频段内的整车电磁抗干扰风险时,具体用于若所述目标子频段内的耦合电流超标概率为0,则确定所述目标子频段内不存在整车电磁抗干扰风险,若所述目标子频段内的耦合电流超标概率大于0,且小于或等于预设的耦合电流超标概率阈值,则确定所述目标子频段内存在较低的整车电磁抗干扰风险,若所述目标子频段内的耦合电流超标概率大于所述预设的耦合电流超标概率阈值,则确定目标子频段内存在较高的整车电磁抗干扰风险。

本发明实施例提供的整车电磁抗干扰性能评估装置,首先建立整车电磁抗干扰仿真模型,然后随机生成多个终端阻抗数据样本集,接着将多个终端阻抗数据样本集分别集成到整车电磁抗干扰仿真模型中,以得到多个整车抗干扰仿真模型样本,最后基于多个整车抗干扰仿真模型样本,评估整车电磁抗干扰风险。通过本发明提供的整车电磁抗干扰性能评估装置可评估出整车电磁抗干扰风险,另外,本发明实施例提供的整车电磁抗干扰性能评估装置在评估时无需获知整车零部件的详细特性,这使得本发明提供的整车电磁抗干扰性能评估装置具有较强的可操作性和实用性。

本发明实施例还提供了一种整车电磁抗干扰性能评估设备,请参阅图12,示出了该评估设备的结构示意图,该评估设备可以包括:至少一个处理器1201,至少一个通信接口1202,至少一个存储器1203和至少一个通信总线1204;

在本发明实施例中,处理器1201、通信接口1202、存储器1203、通信总线1204的数量为至少一个,且处理器1201、通信接口1202、存储器1203通过通信总线1204完成相互间的通信;

处理器1201可能是一个中央处理器CPU,或者是特定集成电路ASIC(ApplicationSpecific Integrated Circuit),或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路等;

存储器1203可能包含高速RAM存储器,也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)等,例如至少一个磁盘存储器;

其中,存储器存储有程序,处理器可调用存储器存储的程序,所述程序用于:

建立整车电磁抗干扰仿真模型,其中,所述整车电磁抗干扰仿真模型包括车身模型、测试环境模型、线束模型和终端部件模型,所述线束模型为整车所包含的电气部件之间线束的模型,所述终端部件模型为所述线束中线缆所连接的部件终端的阻抗模型;

基于所述终端部件模型,随机生成多个终端阻抗数据样本集;

将所述多个终端阻抗数据样本集分别集成到所述整车电磁抗干扰仿真模型中,以得到多个整车抗干扰仿真模型样本;

基于所述多个整车抗干扰仿真模型样本,评估整车电磁抗干扰风险。

可选的,所述程序的细化功能和扩展功能可参照上文描述。

本发明实施例还提供一种可读存储介质,该可读存储介质可存储有适于处理器执行的程序,所述程序用于:

建立整车电磁抗干扰仿真模型,其中,所述整车电磁抗干扰仿真模型包括车身模型、测试环境模型、线束模型和终端部件模型,所述线束模型为整车所包含的电气部件之间线束的模型,所述终端部件模型为所述线束中线缆所连接的部件终端的阻抗模型;

基于所述终端部件模型,随机生成多个终端阻抗数据样本集;

将所述多个终端阻抗数据样本集分别集成到所述整车电磁抗干扰仿真模型中,以得到多个整车抗干扰仿真模型样本;

基于所述多个整车抗干扰仿真模型样本,评估整车电磁抗干扰风险。可选的,所述程序的细化功能和扩展功能可参照上文描述。

最后,还需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

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