ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΑΡΧΙΜΗΔΗΣ ΙΙΙ

Τίτλος: «Ηλεκτρομαγνητική Συμβατότητα Ηλεκτρονικών Μονάδων Ελέγχου και Άλλων Ηλεκτρονικών Διατάξεων σε Σύγχρονα Οχήματα. Ανάπτυξη Υπολογιστικών Τεχνικών Ανάλυσης και Σχεδίασης – Πειραματική Μελέτη»

Επιστημονικός Υπεύθυνος: Θεόδωρος Κοσμάνης

Σκοπός του υποέργου: Το υποέργο έχει ως φυσικό αντικείμενο την ολοκληρωμένη μελέτη της ηλεκτρομαγνητικής συμβατότητας σε ηλεκτρονικές μονάδες ελέγχου (ECU) οχημάτων σύγχρονης τεχνολογίας σε ρεαλιστικές καταστάσεις λειτουργίας. Η μελέτη επικεντρώνεται στα τυπωμένα κυκλώματα (PCB) υψηλών ταχυτήτων από τα οποία αποτελούνται οι ECU και διακρίνεται σε δύο παράλληλους άξονες, τις προσομοιώσεις και τις πειραματικές μετρήσεις. Με το προσομοιωτικό κομμάτι επιδιώκεται μια ακριβής προσέγγιση της συμπεριφοράς μιας ECU κάτω από διάφορες συνθήκες ηλεκτρομαγνητικών διεγέρσεων, είτε εξωτερικών προς το όχημα είτε εσωτερικών εξαιτίας της λειτουργίας γειτονικών ηλεκτρικών/ηλεκτρονικών διατάξεων, για αρχιτεκτονικές δομές συμβατικών, υβριδικών και ηλεκτρικών οχημάτων. Για το σκοπό αυτό θα αναπτυχθούν προηγμένες υπολογιστικές τεχνικές και αλγόριθμοι που θα επιτρέπουν την αποτελεσματική προσομοίωση της λειτουργίας των PCBs των ECU κάτω από διάφορες συνθήκες. Από την άλλη πλευρά, θα υλοποιηθούν σύγχρονες τεχνικές μετρήσεων σε εξειδικευμένο ανηχοϊκό θάλαμο για να αναδείξουν έμπρακτα τη συμπεριφορά της ECU στο ηλεκτρομαγνητικό περιβάλλον. Τα αποτελέσματα προσομοιώσεων και μετρήσεων θα αξιολογηθούν ώστε να επιτραπεί η βέλτιστη σχεδίαση της θωράκισης των ECU για ικανοποιητική ατρωσία (immunity) στην ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία με χρήση και σύγχρονων δομών μεταϋλικών (metamaterials). Το στάδιο σχεδίασης, το οποίο περιλαμβάνει επίσης την ανάπτυξη ειδικών υπολογιστικών τεχνικών ανάλυσης μεταϋλικών, θα ακολουθήσει η κατασκευή πρότυπης διάταξης σύμφωνα με τις κατευθύνσεις που θα έχουν προκύψει.

Στόχοι του υποέργου: Ο κύριος στόχος που τίθεται από το υποέργο είναι η ολοκληρωμένη (προσομοίωση και πείραμα) μελέτη της ηλεκτρομαγνητικής συμβατότητας των ηλεκτρονικών μονάδων ελέγχου (ECU) ενός οχήματος και εντάσσεται στη γενικότερη προσπάθεια αντιμετώπισης του προαναφερθέντος προβλήματος. Στα πλαίσια του προτεινόμενου υποέργου θα αναπτυχθούν ειδικές υπολογιστικές τεχνικές για την ανάλυση τυπωμένων κυκλωμάτων και ειδικών υλικών θωράκισης (μεταϋλικά), ενώ θα εφαρμοστούν σύγχρονες τεχνικές μετρήσεων σε εξειδικευμένο ανηχοϊκό θάλαμο για τον ρεαλιστικό έλεγχο ηλεκτρομαγνητικής συμβατότητας ECU σε συνδυασμό με άλλες ηλεκτρονικές διατάξεις οχημάτων. Τα στοιχεία που αναμένεται να προκύψουν θα επιτρέψουν τη σχεδίαση νέων μοντέλων ECU με την εφαρμογή ειδικών τεχνικών θωράκισης ώστε να περιοριστούν οι προς τα έξω επιδράσεις και να αυξηθεί η ατρωσία (immunity) των τυπωμένων κυκλωμάτων (PCBs) που απαρτίζουν τις ECU. Είναι επίσης φανερό ότι τα μέσα που θα χρησιμοποιηθούν για αυτό το σκοπό είναι τα πλέον ενδεδειγμένα, δηλαδή προσομοίωση και πείραμα.

Σύντομη Περιγραφή Φυσικού Αντικειμένου: Το υποέργο έχει ως φυσικό αντικείμενο την ολοκληρωμένη μελέτη της ηλεκτρομαγνητικής συμβατότητας σε ηλεκτρονικές μονάδες ελέγχου (ECU) οχημάτων σύγχρονης τεχνολογίας σε ρεαλιστικές καταστάσεις λειτουργίας. Η μελέτη επικεντρώνεται στα τυπωμένα κυκλώματα (PCB) υψηλών ταχυτήτων από τα οποία αποτελούνται οι ECU και διακρίνεται σε δύο παράλληλους άξονες, τις προσομοιώσεις και τις πειραματικές μετρήσεις. Με το προσομοιωτικό κομμάτι επιδιώκεται μια ακριβής προσέγγιση της συμπεριφοράς μιας ECU κάτω από διάφορες συνθήκες ηλεκτρομαγνητικών διεγέρσεων, είτε εξωτερικών προς το όχημα είτε εσωτερικών εξαιτίας της λειτουργίας γειτονικών ηλεκτρικών/ηλεκτρονικών διατάξεων, για αρχιτεκτονικές δομές συμβατικών, υβριδικών και ηλεκτρικών οχημάτων. Για το σκοπό αυτό θα αναπτυχθούν προηγμένες υπολογιστικές τεχνικές και αλγόριθμοι που θα επιτρέπουν την αποτελεσματική προσομοίωση της λειτουργίας των PCBs των ECU κάτω από διάφορες συνθήκες. Από την άλλη πλευρά, θα υλοποιηθούν σύγχρονες τεχνικές μετρήσεων σε εξειδικευμένο ανηχοϊκό θάλαμο για να αναδείξουν έμπρακτα τη συμπεριφορά της ECU στο ηλεκτρομαγνητικό περιβάλλον. Τα αποτελέσματα προσομοιώσεων και μετρήσεων θα αξιολογηθούν ώστε να επιτραπεί η βέλτιστη σχεδίαση της θωράκισης των ECU για ικανοποιητική ατρωσία (immunity) στην ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία με χρήση και σύγχρονων δομών μεταϋλικών (metamaterials). Το στάδιο σχεδίασης, το οποίο περιλαμβάνει επίσης την ανάπτυξη ειδικών υπολογιστικών τεχνικών ανάλυσης μεταϋλικών, θα ακολουθήσει η κατασκευή πρότυπης διάταξης σύμφωνα με τις κατευθύνσεις που θα έχουν προκύψει.

Ερευνητική ομάδα υλοποίησης του έργου: