CST電動(dòng)汽車Cable Harness Simulation全流程電磁仿真（含視頻演示）（一）

作者 | Zhou Ming

在電動(dòng)汽車的設(shè)計(jì)過程中，整車線束作為實(shí)現(xiàn)車輛功能的主要連接載體，支撐了動(dòng)力、供電、信號(hào)傳輸、自動(dòng)駕駛、安全監(jiān)測(cè)等多方面功能的實(shí)現(xiàn)。工程師在設(shè)計(jì)過程中，也要同時(shí)兼顧多方面的需求，包括電氣性能、安全可靠性、熱設(shè)計(jì)、布置走向、EMC防護(hù)、電磁屏蔽、成本、生產(chǎn)等。從EMC方面來看，電動(dòng)汽車中的電機(jī)控制器、OBC、DCDC等高壓模塊是最主要的干擾源之一，易受影響的子系統(tǒng)包括高級(jí)駕駛輔助（ADAS）系統(tǒng) 、導(dǎo)航系統(tǒng)、多媒體系統(tǒng)、FCM碰撞預(yù)警系統(tǒng)以及其他低壓類控制信號(hào)。

傳統(tǒng)的汽車以車身結(jié)構(gòu)、造型為主，再添加各功能部件的設(shè)計(jì)流程，完全不能適應(yīng)電動(dòng)化的需求。汽車電動(dòng)化的設(shè)計(jì)流程離不開電磁仿真，小到一個(gè)汽車鑰匙，大到整車級(jí)EMC問題分析，達(dá)索Simulia CST都能提供完備的電磁仿真解決方案。

CST電汽車線束全流程的電磁仿真方案包括：cable模型創(chuàng)建、cable特征阻抗、S參數(shù)仿真、傳輸特性分析、耦合仿真、屏效仿真以及其他EMC問題仿真。接下來我想通過一個(gè)真實(shí)的案例來詳細(xì)介紹CST的整車線束電磁仿真方案。

上圖是該仿真的系統(tǒng)框圖，包括了電池、DAB、FCM、ECU4個(gè)子模塊。噪聲源頭來自DCDC電源線，受擾的是DAB的同軸線和FCM的雙絞線。首先是要完成cable模型的創(chuàng)建，可以借助達(dá)索CATIA創(chuàng)建整車及cable模型，通過達(dá)索3DE平臺(tái)直接導(dǎo)入CST，這個(gè)過程非常自動(dòng)化。

cable模型創(chuàng)建（視頻）

上圖是我們根據(jù)實(shí)際走線情況創(chuàng)建的CST仿真模型，通過CST Cable Studio可以對(duì)每一段走線的類型、材料、間距等信息進(jìn)行定義。

cable特征阻抗仿真

接下來我們來仿真cable的差共模特征阻抗。以紅色N11-N12這段線束為例，這段走線包含了兩種類型的走線，分別是同軸線和電源線。通過軟件自帶的Impedance Calculator功能，可以很方便的計(jì)算出同軸線的差模特征阻抗是45.83歐，線束對(duì)結(jié)構(gòu)件的共模特征阻抗為269.3歐。

也可以直接計(jì)算cable的RLC參數(shù)，如下圖所示。

本期我們介紹了Cable的建模及特征阻抗仿真（差模及共模），有了這個(gè)結(jié)果，下一期我們將進(jìn)入下一步Cable的傳輸特性仿真，包括S參數(shù)、Crosstalk仿真，敬請(qǐng)期待！