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随着能源危机与环境污染日益加重,新能源汽车的研制与推广逐渐受到世界各国重视,混合动力汽车与纯电动汽车作为新能源汽车的重要组成部分近年来发展迅速。有别于传统的燃油汽车,电动汽车内部具有很多高电压、大电流的电力电子设备,由于其内部电磁环境的复杂性以及工作中的不确定性,电动汽车内部电磁环境面临着严峻挑战,很有可能对暴露于此环境下的人体造成危害。 本文重点探讨电动汽车动力线缆产生的低频磁场分布问题,简要介绍了混合动力汽车与纯电动汽车的发展历史与研究现状,介绍了有限元理论与当前计算电磁场的主要工具,最后则探讨了低频磁场屏蔽相关理论与主要屏蔽方式。论文具体研究内容有: 首先,介绍了电动汽车电机驱动系统基本结构与工作原理,并结合研究内容,探讨了三维涡流场有限元算法,通过分析研究,将棱边有限元和节点有限元相结合的混合有限元方法应用于动力线缆模型中,并使用伽辽金加权余量法进行离散化求解。 其次,利用现有的某款电动汽车CAD模型,通过多种软件联合建模,建立该型汽车的有限元剖分模型,并根据混合动力汽车与纯电动汽车电驱动系统的工作原理,在Maxwell3D软件中建立动力电缆的整车有限元计算模型,对电动汽车内部低频磁场分布进行仿真研究,得到车内任意位置的磁感应强度值,并通过对比实验研究汽车金属外壳与其上涡流对磁场分布的影响。 然后,分析低频磁场屏蔽原理中的旁路原理和涡流消除原理的区别,了解低频磁场的常用屏蔽方式,包括金属屏蔽板、薄壁金属管、金属编织网套,并将其应用于电动汽车中,了解常用的屏蔽材料与新型屏蔽材料的研究现状。 最后,通过Maxwell3D软件,讨论了旁路原理与涡流消除原理的具体作用效果,在电动汽车模型内建立了金属屏蔽板模型、薄壁金属管模型以及金属编织网模型并进行仿真分析,根据仿真结果分析三种屏蔽模型的屏蔽效能,通过仿真实验讨论了屏蔽效能的影响因素,包括屏蔽体的厚度、磁导率、尺寸、材料层数等,并结合工程实际,提出综合性价比最高的屏蔽方案。