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重庆市电机工程学会 2012 年学术会议论文 汽车壳体面电流分布的仿真分析 1 1 2 汪泉弟 ，梁凌红 ，周哲 (1、重庆大学 输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室, 重庆 400030 ； 2 、重庆市电力公司电力设计院, 重庆 400045 ) 试非常难实现，电磁兼容领域广泛使用的卡环式 摘要：汽车车体为良导体金属材质，车上所有电子电气 电流探头不再适用，因此通过仿真对面电流进行 设备一般采用汽车整体的金属壳体作为大地，通过各种 预测，将非常有利于汽车系统的设计和电磁干扰 接地方式接到车体的金属地上，壳体上的电流即是地电 的抑制工作。 流，这些电流在壳体这个公共地和各设备互联电缆之间 本文根据电磁场的边值条件、集肤效应推导 流动，从而有可能对车上的敏感设备造成干扰，影响其 出金属壳体面电流的计算公式，在Hfss 软件仿真 正常工作。本文根据磁场强度的边值条件理论，基于集 计算汽车在点火系统干扰源作用下的壳体面电 肤效应得出当频率较高时电流主要分布在车体表面，车 流分布，对电气设备的接地点选择有一定的参考 体表面磁场为面电流密度的近似结论，并在 Hfss 有限元 价值。 仿真软件中对车体面电流进行仿真预测，仿真分析了汽 车在点火系统辐射干扰源作用下车体表面的电流分布， 2 汽车壳体电流产生的机理 对汽车电磁干扰的抑制工作提供参考价值。 在汽车上各电子电气设备一般采用汽车的 金属壳体作为地平面，各种设备均有可能在汽车 关键词：面电流，hfss ，仿真 壳体中产生一定的电流。从电流产生的机理看， 1 引言 汽车壳体电流的产生方式有三种： (1)直接耦合式：这种方式产生的电流，一般 伴随着电力电子和信息技术的快速发展，越 是由于电子电气设备或系统直接采用汽车壳体 来越多的电力电子设备应用在汽车这样的独立 这个地平面作为回流路径，从而在地平面中产生 移动系统中，使得汽车内的电磁环境日益复杂， 的电流，如图 1 所示。 汽 车 电 磁 兼 容 问 题 (EMC ： Electromagnetic Compatibility)也越来越引起人们的关注[1]。目前 ? ? ? ? ? ? 对汽车电磁兼容的研究主要是探讨零部件的传 ? ? ? ? 导电磁干扰机理、辐射电磁干扰机理及相应的抑 制措施[2,3]，也有少量系统级的研究[4]，已取得 ? ? ? ? ? ? 一定的成绩，但汽车壳体面电流的研究几乎没 图1 直接耦合式电流 有。汽车是独立的个体，与普通大地的接地系统 不同，它没有通常意义上的大地。所有电设备一 (2) 电场耦合式：即使没有直接耦合产生的电 般采用汽车整体的金属壳体作为大地，通过各种 流，通过电场耦合仍会在汽车金属壳体地平面上 接地方式接到车