在前面两篇案例中我们展示了电场RE的仿真结果,本期继续给大家展示磁场RE的仿真结果。
磁场H-probe的设置
参考GB/T-18387的要求,在车身前后左右四个位置放置H-probe,距离车身3m,高度1.3m。
GB/T-18387规定的RE磁场测试天线位置
整车RE测试场景建模(侧视图)
屏蔽层接地对磁场RE的影响
和电场RE仿真类似,通过在电路中设置不同的接地阻抗R,分别模拟屏蔽层接地良好、接地不良、不接地的状态。从仿真结果可以看出,在150KHz低频段,屏蔽层接地对磁场屏蔽几乎没有效果;屏蔽层两端接地与一端接地,对磁场RE影响不大;从全频段来看,还是两端接地的设计最优。
屏蔽层接地对磁场RE结果的影响
电池包上盖对电场和磁场RE的影响
不少车企为了降成本,电池包的上盖会采用非金属材料,这样做虽然降低了成本,但是增大了整车RE的风险。我们定义了两种不同的材料,来模拟金属(铝)和非金属(塑料)上盖带来的影响。
动力电池包的3D模型
首先看看电场结果的对比,可以看出铝金属上盖对电场屏蔽效果非常好,如果采用非金属上盖,电池包产生的电场辐射很容易导致RE超标。
金属与非金属上盖对电场RE的影响
接下来再看看磁场的仿真结果,铝金属上盖和塑料上盖相比,在低频段差异不大。造成这个现象的主要原因是铝的磁导率非常低,再加上铝板很薄,低频情况下的趋肤深度远超金属厚度,无论是吸收和反射都难以获得需要的屏效。
电池包非金属上盖对磁场RE的影响
为了提升低频磁场的屏蔽,常见的做法是使用高磁导率的金属(如硅钢、碳钢、波莫合金等)或者磁屏蔽材料。下面我们定义了一种磁屏蔽材料,u=100,Sigma=1.4e6 1/Sm,厚度1mm。为了监控磁屏蔽材料的效果,在电池包上方设置一个H-probe。
磁屏蔽材料的定义
电池包上方H-probe设置
通过CST软件仿真电池包上方H-probe结果,可以对磁屏蔽材料的效果做出量化评估,方便工程师在设计阶段选择最优的方案。
增加磁性屏蔽材料前后的H-probe对比
小结:GB/T 18387的RE CST软件仿真流程基本上介绍完了,由于影响整车RE的因素非常多,想要做到仿真和测试一致,需要逐一去识别、判断不同噪声源的影响,找到最主要的噪声源及路径。从仿真角度来看,除了车身结构外,内部的关键部件能否准确的模拟是成功的关键。在这个过程中,还可以通过仿真不同部件、线缆、布局、接地、屏蔽、材料等影响,找到最优的设计方案。
(内容、图片来源:CST仿真专家之路公众号,侵删)
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