電動汽車動力電池電磁兼容特性分析及模型研究.pdf

1、近幾十年來國內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)有了很大的發(fā)展,但是汽車電磁兼容性的研究依然滯后。尤其是近些年來國內(nèi)環(huán)境污染問題突出,電動汽車作為緩解環(huán)境問題的有效途徑亟需在技術(shù)上有更大突破。針對目前國內(nèi)汽車電磁兼容的研究現(xiàn)狀,本文對電動汽車主要電磁干擾耦合節(jié)點(diǎn)—動力電池的電磁兼容性進(jìn)行研究。本文從電動汽車高壓動力電池的電磁兼容特性出發(fā),重點(diǎn)對動力電池的全頻交流阻抗特性進(jìn)行建模仿真研究,并實(shí)現(xiàn)了其在整車電磁兼容模型中的應(yīng)用。本文的主要研究工作包括以下幾個方面:<

2、br>　　1)分析了電動汽車以DC/DC、DC/AC和驅(qū)動電機(jī)為干擾源,高壓動力電池為干擾耦合路徑對其它系統(tǒng)的干擾影響。主要分析了DC/DC變換器和DC/AC逆變器中高壓開關(guān)型器件高速通斷過程中產(chǎn)生脈沖電流,該電流通過動力電池以及電纜線傳導(dǎo)進(jìn)入各個控制器以及其它低壓系統(tǒng),從而產(chǎn)生電磁干擾。分析了動力電池作為干擾傳播路徑對整車電磁兼容性的影響。
　　2)分析了傳導(dǎo)EMI影響下的電池阻抗特性。分頻段分析了傳導(dǎo)電磁干擾對電池阻抗的影響。

3、通過分析發(fā)現(xiàn)頻率很低時主要是電池內(nèi)部電解液中離子的擴(kuò)散效應(yīng)影響電池阻抗,隨著頻率的升高擴(kuò)散效應(yīng)的影響逐漸減弱而電極極化效應(yīng)對電池阻抗特性的影響逐漸增強(qiáng),當(dāng)EMI的頻率達(dá)到千赫茲級以上時則主要通過集膚效應(yīng)影響電池阻抗。
　　3)研究了電動汽車工作環(huán)境對動力電池特性的影響。主要分析了電動汽車在正常工況下運(yùn)行時溫度對電池阻抗特性的影響,電池荷電狀態(tài)對電池阻抗特性的影響以及電池老化對電池阻抗特性的影響。
　　4)針對傳導(dǎo)干擾,研究了

4、動力電池的高頻模型?；陬l域分析法建立了動力電池單體及串并聯(lián)電池組的高頻數(shù)學(xué)模型;基于時域分析法建立了單體及電池組的高頻電路模型;以及基于矢量匹配法建立了電池高頻電路模型。最后對不同模型進(jìn)行了對比分析。
　　5)討論了動力電池阻抗模型在整車電磁兼容仿真中的應(yīng)用。介紹了高壓系統(tǒng)干擾源的提取方法,建立了動力電池耦合干擾的等效模型并將提取的干擾源應(yīng)用于耦合干擾模型,在Saber仿真軟件中進(jìn)行了仿真。并分別對仿真波形在時域和頻域進(jìn)行了分析