电动汽车的电磁兼容原理、仿真模型及建模技术 汪泉弟,郑亚利 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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汪泉弟，郑亚利 著

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店铺： 南源图书专营店

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030531087

商品编码：13973368568

包装：平装

出版时间：2017-06-01

图书基本信息
图书名称	电动汽车的电磁兼容原理、仿真模型及建模技术	作者	汪泉弟,郑亚利
定价	138.00元	出版社	科学出版社
ISBN	9787030531087	出版日期	2017-06-01
字数		页码
版次	1	装帧	平装
开本	B5	商品重量	0.4Kg

内容简介

本书全面系统地讲述了电动汽车电磁兼容的理论、方法及其应用。本书涉及的电磁兼容相关理论、数值计算方法是成熟的，仿真软件也是工程上*常用的，其目的是帮助使用本书的读者容易掌握书中的内容，并能应用于工程实践中。全书共分8 章，从第3 章开始按汽车各子系统的电磁兼容问题进行撰写，每章内容相对独立自成体系。书中针对汽车各子系统电磁兼容问题的研究所采用的理论、建模方法和抑制技术并不局限于该系统，这些研究方法在各系统之间是可以通用的。

作者简介

目录

编辑推荐

导语_点评_推荐词

文摘

序言

电动汽车电磁兼容关键技术研究：从理论到实践 电动汽车作为未来交通的重要发展方向，其核心竞争力不仅仅在于动力系统的效率和续航里程，更在于其日益增长的电子化、集成化程度所带来的电磁兼容（EMC）挑战。随着车载电子设备数量的激增，如高压电池管理系统（BMS）、高性能电机控制器、车载信息娱乐系统、自动驾驶传感器等，它们之间的电磁干扰（EMI）和电磁敏感性（EMS）问题变得愈发突出，直接关系到电动汽车的可靠性、安全性以及法规遵从性。 本书深入剖析了电动汽车电磁兼容的内在规律与应对策略，旨在为相关领域的研究人员、工程师以及学生提供一本兼具理论深度与实践指导的参考著作。我们并非简单罗列各种测试标准或解决方案，而是着眼于电动汽车电磁兼容现象产生的根本原因，并在此基础上构建系统的仿真模型与建模技术，最终指导实际的设计与优化。 第一部分：电动汽车电磁兼容基础理论 在深入探讨电动汽车特有的EMC问题之前，我们首先建立了坚实的理论基础。本部分详尽阐述了电磁兼容的基本概念，包括电磁干扰的产生、传播和接收机制。我们从麦克斯韦方程组出发，回归电磁现象的本源，解释了不同频率、不同耦合途径下电磁干扰的物理过程。 电磁干扰的产生源头： 详细分析了电动汽车中各种电子元器件和系统产生电磁干扰的原理。例如，高压逆变器中的开关器件（IGBT、MOSFET）在快速开关过程中产生的瞬态电流和电压变化，会产生宽频谱的电磁辐射和传导干扰。电机运行时产生的电磁噪声，以及充电过程中产生的谐波电流，都是重要的干扰源。车载通信总线（如CAN、LIN、Ethernet）的信号耦合、电源线上的噪声传递，也都构成了潜在的干扰源。 电磁干扰的传播途径： 深入研究了电磁干扰在电动汽车内部和外部的传播方式。这包括： 传导耦合： 通过共享的电源线、信号线、地线等导体路径传播的干扰。 辐射耦合： 通过空间电磁波（近场和远场）传播的干扰。我们详细讨论了天线效应、环形电流、偶极子辐射等概念，并分析了线缆、PCB板、器件外壳等在电磁辐射中的作用。 电容耦合与电感耦合： 分析了不同器件之间、线缆之间存在的寄生电容和电感如何导致电磁能量的传递。 电磁干扰的接收与敏感性： 探讨了车载电子设备对外部电磁场的敏感性，以及内部产生的电磁干扰如何影响其他系统的正常工作。这包括了器件本身的电磁敏感性、PCB布局对敏感性的影响、以及电磁屏蔽失效的后果。我们解释了不同类型的电磁敏感性测试（如辐射抗扰度、静电放电抗扰度、电快速瞬变脉冲群抗扰度等）背后的物理原理。 标准与法规概述： 简要介绍了国际上和中国针对电动汽车电磁兼容性的主要标准和法规，如ISO 11452系列、CISPR 25、GB/T 18655等，并强调了理解这些标准背后的科学依据的重要性，而非仅仅停留在满足测试要求层面。 第二部分：电动汽车电磁兼容仿真模型 理论的深刻理解是解决实际问题的前提，而仿真技术则是实现高效设计和优化的关键工具。本部分聚焦于构建和应用电动汽车电磁兼容的仿真模型，涵盖了从微观器件到宏观整车的多个层面。 电磁场仿真基础： 介绍了几种常用的电磁场数值计算方法，包括有限元方法（FEM）、有限差分时域方法（FDTD）、矩量法（MoM）等，并分析了它们在处理不同几何形状、不同频率特性时的优缺点。 微观层面的仿真： PCB板级EMC仿真： 重点讲解了PCB布局、走线、过孔、电源/地平面设计等对电磁兼容性的影响。通过EMC仿真软件，可以分析PCB板的辐射源，评估信号完整性问题，预测传导干扰的传播路径，并指导优化布局。我们将深入探讨差分走线、阻抗匹配、去耦电容布局、接地策略等关键设计要素。 器件级EMC仿真： 分析了功率器件（如IGBT、MOSFET）、连接器、电缆等在电磁干扰产生和耦合中的作用。通过仿真，可以评估器件的寄生参数对EMC的影响，预测器件的辐射发射强度，并优化器件的封装和屏蔽设计。 宏观层面的仿真： 线缆束EMC仿真： 电动汽车中复杂的线缆束是重要的干扰传播通道。本部分将介绍如何对线缆束进行EMC仿真，包括线缆的排列、屏蔽、绞合等设计对 EMI/EMS 的影响。我们将讨论近场耦合、串扰等现象在仿真中的建模与分析。 整车EMC仿真： 探讨了将各种子系统和元器件的EMC模型集成起来，进行整车层面的EMC性能预测。这包括了考虑车身结构、安装位置、线缆走向等复杂因素对整车辐射和抗扰度性能的影响。我们将介绍如何构建简化但能反映关键EMC特性的整车模型。 电磁热耦合仿真： 针对电动汽车高功率运行场景，分析了电磁损耗产生的热量以及温度变化对器件EMC特性的影响，并介绍相关的耦合仿真方法。 仿真软件应用与案例分析： 结合实际的EMC仿真软件（如CST, HFSS, COMSOL等），提供详细的建模步骤和仿真流程，并通过具体的电动汽车EMC问题案例，展示仿真模型的有效性及其在问题诊断和解决方案验证中的作用。例如，模拟高压逆变器辐射，分析电池包的电磁屏蔽效果，评估车载雷达对其他系统的干扰等。 第三部分：电动汽车电磁兼容建模技术 在掌握了理论和仿真方法论之后，本部分将聚焦于具体可行的建模技术，旨在将复杂的电磁兼容问题转化为可计算、可优化的模型。 等效电路模型： 针对特定干扰源或传播路径，构建简化但能准确反映其EMC特性的等效电路模型。例如，基于寄生参数的功率器件等效电路模型，用于分析传导发射；或基于传输线理论的线缆等效模型，用于分析信号完整性与串扰。 多物理场耦合模型： 深入研究电磁场、电路、热场、结构场之间的耦合效应。例如，分析功率器件在开关过程中产生的电磁辐射与其工作温度、散热条件之间的关系，从而优化器件设计和散热方案。 基于经验和统计的建模： 在某些难以精确建模的复杂情况下，利用大量的实验数据和统计方法建立EMC预测模型，用于评估整体EMC风险。 参数化建模与优化： 介绍如何通过参数化建模，将设计变量（如PCB走线宽度、器件间距、屏蔽材料厚度等）集成到仿真模型中，并利用优化算法（如遗传算法、粒子群优化等）自动寻找最优设计参数，以满足EMC要求。 建模精度与效率的权衡： 讨论在实际工程中，如何根据具体需求（如设计阶段、问题诊断阶段）选择合适的建模方法，并在建模精度和计算效率之间做出权衡。例如，在概念设计阶段采用简化的模型进行快速评估，在详细设计阶段采用高精度模型进行验证。 先进建模技术探索： 简要介绍一些前沿的EMC建模技术，如基于机器学习的EMC预测模型，以及如何利用AI技术辅助EMC参数优化和故障诊断。 结论 本书力求从电磁兼容现象的本质出发，通过严谨的理论分析，结合先进的仿真工具和实用的建模技术，为电动汽车的电磁兼容设计提供一套完整的解决方案。我们相信，通过掌握本书中的理论知识和技术手段，读者能够更深刻地理解电动汽车电磁兼容的挑战，更有效地进行EMC设计与优化，最终为打造更安全、更可靠、性能更优越的电动汽车贡献力量。本书的内容并非止于理论的陈述，而是以解决实际工程问题为导向，希望能够激发读者在电动汽车电磁兼容领域的进一步探索与创新。

评分☆☆☆☆☆

我对电动汽车电磁兼容性这个领域充满了探索的欲望，希望这本书能够像一本“探险地图”，为我指明方向，让我能够更有效地进行学习和研究。我期待书中能够详细介绍电动汽车中常见的电磁兼容性问题，并提供一些经典的案例分析，让我能够从别人的经验中学习。例如，高压电池系统与低压控制系统之间的电磁干扰如何影响车辆的可靠性？无线通信模块（如Wi-Fi, 蓝牙, 5G）在车辆内部会产生哪些电磁兼容性问题？我希望书中能够提供一些针对这些问题的深入分析，并给出有效的解决方案。同时，我也想了解电磁兼容性仿真技术在电动汽车设计中的具体应用，比如如何利用仿真软件来预测电磁干扰的传播路径，如何评估屏蔽结构的有效性，以及如何优化设计以满足电磁兼容性要求。我希望这本书能够让我能够建立起一个完整的知识体系，让我能够自信地面对电动汽车电磁兼容性方面的挑战。

评分☆☆☆☆☆

我期待这本书能够在我心中勾勒出一幅清晰的电动汽车电磁兼容性“全景图”，让我能够全面理解这个复杂系统中的每一个组成部分是如何相互影响的。我希望书中能够详细介绍电动汽车中主要电磁干扰源的特性，例如永磁同步电机（PMSM）在不同工作状态下的谐波特性，以及IGBT等功率电子器件的开关瞬态过程。同时，我也想了解电磁兼容性敏感的接收部分，比如车内通信网络（CAN, LIN, Ethernet等）对电磁干扰的脆弱性，以及车载传感器（如雷达、摄像头）在电磁环境下的性能表现。我期待书中能够对这些干扰源和敏感接收部分之间的耦合机制进行深入的分析，并提供有效的隔离和抑制方法。例如，如何通过优化功率器件的驱动电路来降低谐波辐射，如何通过电缆屏蔽和滤波来减小信号线的干扰，以及如何通过合理的PCB布局来降低元件之间的电磁耦合。总之，我希望这本书能够提供一个系统性的思维框架，让我能够从整体上把握电动汽车的电磁兼容性设计。

评分☆☆☆☆☆

我本来抱着极大的热情想要深入理解电动汽车的电磁兼容性，尤其对仿真模型和建模技术这一块充满了期待。我设想着书中会有一系列详实的数据和模型，能够让我一步步构建起自己的仿真环境，进行精确的模拟和分析。然而，读完之后，我感觉更像是在一个陈列室里匆匆浏览，虽然看到了很多精美的模型“展品”，但缺乏深入了解它们内在运作机制的细节。我希望书中能提供更多关于不同仿真软件（如ANSYS HFSS, CST Studio Suite, PSpice等）在电动汽车电磁兼容性分析中的具体应用场景，并附带一些实际操作的教程或案例。例如，如何使用这些软件来模拟电机产生的辐射干扰，如何计算屏蔽结构的有效性，或者如何分析开关电源产生的传导干扰。此外，对于建模技术，我期望能看到更具启发性的内容，比如如何根据实际物理结构建立电磁模型，如何简化复杂的模型以提高仿真效率，以及如何对仿真结果进行验证和优化。了解建模过程中可能遇到的各种假设和近似，以及它们对仿真精度的影响，对我来说至关重要。我希望能通过这本书，不仅仅是“知道”有这些模型和技术，而是能够“学会”如何运用它们，解决实际的电磁兼容性设计难题。

评分☆☆☆☆☆

当我翻开这本书时，我内心深处最期待的是能够看到关于电动汽车电磁兼容性“疑难杂症”的解决方案。我希望它能成为一本“兵器谱”，详细介绍各种针对电磁兼容性问题的“武器”和“战术”。例如，当车辆在高速行驶时，由于风阻产生的静电放电（ESD）可能对敏感电子元件造成威胁，书中是否有详细的ESD防护设计指南？当车辆在城市环境中行驶，周围存在大量的无线电信号干扰，如何保证车载通信和导航系统的正常工作？我希望书中能提供针对这些复杂电磁环境的系统性防护策略。此外，我还想了解一些更具前瞻性的电磁兼容性设计思路，比如如何利用电磁吸收材料来降低高频辐射，如何通过优化天线布局来减少自干扰，以及如何设计更具鲁棒性的电子系统以抵抗外部电磁干扰。我希望这本书能够提供一些“乾坤大挪移”般的解决思路，让我能够应对电动汽车在各种复杂电磁环境下可能遇到的各种挑战。

评分☆☆☆☆☆

这本书让我感觉像是在一个信息爆炸的时代，却未能得到一个经过筛选和提炼的、高度浓缩的“精华”。我渴望这本书能够提供关于电动汽车电磁兼容性领域最前沿、最核心、最具有价值的信息。我希望书中能够深入探讨一些当前研究的热点问题，例如如何提高车载充电系统的效率和电磁兼容性，如何应对新能源汽车与智能电网之间的电磁干扰，以及如何保障自动驾驶系统在复杂电磁环境下的安全性。我期待书中能够提供一些创新性的解决方案和技术思路，让我能够站在技术发展的前沿，把握行业的发展脉搏。此外，我也想了解一些关于电磁兼容性在电动汽车全生命周期管理中的应用，包括从设计、制造、测试到维护等各个环节，如何确保车辆的电磁兼容性始终处于最佳状态。我希望这本书能够成为我进入这个领域的一扇“捷径”，让我能够快速地理解核心概念，掌握关键技术，并为未来的研究和工作打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的初步印象是，它在理论层面似乎涵盖了电动汽车电磁兼容性的基础概念，但却未能触及到最核心、最具有挑战性的工程实践细节。我渴望这本书能像一本经验丰富的工程师手册，提供大量贴近实际的工程案例和解决方案。我希望书中能够深入剖析电动汽车设计中常见的电磁兼容性问题，例如车载充电器（OBC）的开关噪声如何影响整车性能，高压直流（DC）母线上的瞬态电压如何产生，以及无线充电系统（WPT）在电磁兼容方面需要注意哪些关键点。我特别希望能看到针对这些问题的具体设计指南，比如如何选择合适的滤波元件，如何设计有效的屏蔽措施，以及如何进行合理的布局和布线。同时，我也想了解在实际产品开发过程中，如何进行系统的电磁兼容性测试和认证，包括传导发射、辐射发射、抗扰度等测试项目，以及如何解读测试报告，并根据测试结果进行设计改进。这本书如果能提供一个清晰的“从设计到测试”的完整流程，将对我这样的读者非常有价值。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书的期望，很大程度上是源于对电动汽车技术发展前景的憧憬，以及对其潜在电磁兼容风险的好奇。我希望它能成为一本真正具有引领性的学术著作，能够帮助我洞察未来电磁兼容技术的发展趋势。具体来说，我期待书中能探讨一些前沿的电磁兼容设计理念，比如基于“源抑制”的被动设计方法，以及主动电磁干扰消除技术的应用前景。此外，对于智能电网和车辆互联（V2X）等新兴技术对电动汽车电磁兼容性的影响，我希望书中能有深入的分析。例如，当电动汽车与外部通信设备进行数据交换时，会产生哪些新的电磁兼容问题？这些问题又该如何解决？我还需要了解更多关于电磁兼容性在电动汽车安全性方面的重要性，不仅仅是设备故障，还包括对驾乘人员和周围环境潜在的健康影响。书中是否能提供一些这方面的研究进展和防护措施？我希望这本书能够提供一个高屋建瓴的视角，让我能够站在技术发展的前沿，理解电动汽车电磁兼容性的长远发展方向，并为未来的研究和实践提供启示。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的感觉，就像一位经验丰富的老师，却只在黑板上画出了一些抽象的概念图，而未能真正带我走进实际的实验室，进行动手实践。我非常渴望这本书能够提供更多关于电动汽车电磁兼容性设计和测试的“实操指南”。例如，在PCB设计层面，有哪些具体的布线规则和滤波技巧可以有效抑制高频噪声？在整车集成层面，如何通过合理的元器件选型和布局来减少电磁耦合？我希望书中能提供一些“拿来即用”的设计模板或流程，让我能够更快地将理论知识转化为实际的设计方案。此外，对于电磁兼容性测试，我希望书中能详细介绍各种测试标准（如CISPR 25, ISO 11452等）的具体要求，以及在实验室中如何搭建测试环境，如何进行有效的测试，以及如何解读测试报告。我希望这本书能够让我从一个被动的接收者，转变为一个主动的实践者，能够独立地进行电动汽车的电磁兼容性设计和验证工作。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的感觉就像是走进了一个宏大的新能源世界，但却发现自己手里只有一张模糊的地图，而地图上标记的“宝藏”——电动汽车的电磁兼容性，却被一层又一层浓密的迷雾笼罩着。我期望书中能像一位经验丰富的向导，带着我穿越迷雾，清晰地指引我前进的方向。我特别希望能看到关于不同类型电动汽车（比如纯电动、混合动力、增程式电动车）在电磁兼容方面可能存在的独特挑战，以及这些挑战在设计、制造和使用过程中具体是如何体现的。例如，电机产生的电磁干扰与电池管理系统产生的干扰在频谱上是否存在显著差异？高压线束和低压信号线之间的串扰问题，是否会有详细的案例分析和抑制措施？再者，我希望书中能深入探讨国际和国内关于电动汽车电磁兼容性的最新法规标准，并解释这些标准是如何制定的，以及它们对汽车制造商的设计和测试提出了哪些具体要求。了解这些标准背后的逻辑和意图，远比简单罗列条文更有价值，能帮助我理解为何某些设计会被判定为不合格。同时，我也期待书中能涉及电磁兼容性在整车集成层面的问题，比如不同电子控制单元（ECU）之间的电磁耦合，以及如何通过合理的布局和屏蔽来最小化这些影响。总而言之，我希望这本书能够提供一个全面、深入且富有实践指导意义的视角，让我这个读者能够真正理解电动汽车电磁兼容性的复杂性，并为解决这些问题提供切实可行的思路和方法。

评分☆☆☆☆☆

我怀揣着学习最前沿技术的热情来阅读这本书，期望它能为我打开一扇通往电动汽车电磁兼容性建模与仿真技艺的大门。我非常希望能深入了解如何构建精确的电磁兼容性仿真模型，例如如何将复杂的电路模型与三维电磁场模型相结合，以准确预测整车的电磁兼容性能。我希望书中能提供一些具体的建模流程和技巧，比如如何有效地离散化几何模型，如何选择合适的介质材料参数，以及如何进行网格划分以保证仿真精度。另外，我对于不同仿真技术在电动汽车电磁兼容性分析中的应用也充满了好奇。例如，有限元方法（FEM）在分析复杂结构件的电磁耦合方面有何优势？时域有限差分法（FDTD）在模拟瞬态电磁现象方面有何独到之处？我渴望书中能提供一些对比分析，让我能够根据不同的问题选择最合适的仿真工具和方法。此外，我也希望能看到一些关于模型验证和优化的内容，比如如何通过实验数据来校准仿真模型，以及如何根据仿真结果来指导工程设计，从而提高电动汽车的电磁兼容性能。