Fahrzeugsysteme mit einer hohen Stromaufnahme können problematische niederfrequente magnetische Felder erzeugen. Es ist zu untersuchen, ob die Feldstärken nahe an den Vorsorgegrenzwerten liegen, oder andere elektrische Komponenten in ihrer Funktion beeinflussen können. Hauptverursacher sind leistungselektronische Systeme, welche zur Regulierung getaktet angesteuert werden. Die Entwicklung von Hybrid- und Elektrofahrzeugen verstärkt diese Problematik. In der Literatur sind die Grundlagen und Beispiele zur analytischen Berechnung von Magnetfeldern und Abschirmungsproblemen gegeben. Allerdings beschränken sich die dort gezeigten Verfahren weitestgehend auf einfache Geometrien und Randbedingungen, welche ausgenutzt werden um die beschreibenden Gleichungen zu lösen. Auf analytischem Weg lassen sich Fahrzeugkonfigurationen wegen ihrer räumlichen Komplexität nicht berechnen. In diesem Beitrag werden Methoden für die Berechnung von niederfrequenten Magnetfeldern im Kfz und Möglichkeiten der Abschirmung untersucht. Die für die Verifikation der Berechnungsverfahren benötigte Messtechnik und deren Nachbildung in Simulationsmodellen wird vorgestellt. Verschiedene Möglichkeiten der Abschirmung werden messtechnisch und durch Simulationen analysiert. Mit einfachen Laborkonfigurationen für die EMV-Untersuchung von Kfz-Systemen, welche hauptsächlich aus einer stromführenden Leitung und einer metallischen Platte als Rückleiter bestehen, werden die Eigenschaften verschiedener Simulations-Tools verglichen. Bei den anwendbaren Berechnungsmethoden handelt es sich um die Momentenmethode und die Finite Elemente Methode (FEM). Die Unterschiede zwischen den verwendeten Berechnungsmethoden und deren Auswirkung auf das Simulationsergebnis werden analysiert und bewertet. Die Anwendbarkeit der Verfahren auf magnetische Schirmungsprobleme im Kfz wird diskutiert.
Messtechnische und simulationsbasierte Untersuchungen zur Schirmwirkung von Kfz-Karosserieblechen gegen niederfrequente Magnetfelder
Measurement and simulation based evaluation of the shield properties of car body sheets versus low frequency magnetic fields
2010
8 Seiten, 7 Bilder, 9 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
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