[发明专利]电动汽车动力电池阻抗特性测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种动力电池阻抗特性测量方法，尤其涉及一种电动汽车动力电池阻抗特性测量方法，该方法能够指导科研工作者和工程技术人员对电动汽车动力电池的频率—阻抗特性进行测量，指导技术人员对动力电池进行阻抗建模，实现对电动汽车驱动电机系统或电源变换系统产生电磁干扰的准确预测，从而实现对汽车系统电磁兼容性的良好设计，减小产品开发周期和降低电磁兼容整改成本。

背景技术

近些年电子产品在汽车中得到了广泛的应用，使得汽车电气电子系统的电磁兼容性问题变得越来越严峻。这一问题在混合动力电动汽车及纯电动汽车中显得尤为重要，如果车载设备之间没有良好的电磁兼容性，不仅会影响设备的正常工作，严重时甚至会影响到车辆的安全行驶，因此解决混合动力汽车∕纯电动汽车的电磁兼容性问题刻不容缓。电源变换系统和电机驱动系统中的功率器件通常工作在高速的开关状态，其产生的快速变化的dv/dt、di/dt被认为是电动汽车中最严重的电磁干扰源，并且这种干扰会通过动力电池在两个系统之间传播，形成多系统之间的传导耦合干扰，这种传导干扰具有高幅值和宽频带的特点，导致两个系统之间工作的时候互相影响。因此，需要在系统设计初期准确地预测出两个系统产生的电磁干扰及其传播途径，对系统相关部件的建模就显的尤为重要，特别是对连接这两个系统的动力电池的建模，因为它是连接两个系统的桥梁，是系统之间传导耦合的重要途径，建立其准确的电磁干扰模型意义重大。目前，对电动汽车动力电池电磁兼容性研究很少，仅有的研究大都集中在单个系统干扰模型的建立，而且通常情况下将电池的阻抗视为50欧姆。实际情况下动力电池的阻抗会随着信号频率的改变而改变，这一点在研究其电磁兼容特性时必须要认真考虑，因此在建立其干扰模型前，需要准确测量其频率—阻抗特性。动力电池作为大功率的有源部件，尚未见对如何测量其频率—阻抗特性和建立其电磁干扰模型的研究。

发明内容

针对现有技术中的不足之处，本发明提供了一种电动汽车动力电池阻抗特性测量方法。该方法的目的是准确测量并计算出动力电池的频率—阻抗特性，并建立其有效的电磁干扰模型，从而指导工程技术人员预测驱动电机系统和电源变换系统之间的耦合电磁干扰，便于对电动汽车进行良好的电磁兼容设计。

为了实现上述发明目的，本发明采取了以下技术方案：

电动汽车动力电池阻抗特性测量方法，该方法包括以下步骤：

步骤一：搭建一套动力电池频率—阻抗测量系统：将待测量的动力电池的阳极与隔直电容器的一个端子连接，隔直电容器的另一个端子与阻抗分析仪测试夹具的H端子连接，动力电池的阴极与阻抗分析仪测试夹具的L端子连接；

步骤二：通过阻抗分析仪读取                                                ：

                         (1)

上式中：表示动力电池和隔直电容器的总阻抗；表示隔直电容器的阻抗；表示动力电池的阻抗；Re()表示总阻抗用复数形式表示时的实部；Im()表示总阻抗用复数形式表示时的虚部；j没有具体的物理意义，相当于用复数表示数时的一种标识；

步骤三：取下动力电池，将隔直电容器的两个端子分别接在与阻抗分析仪测试夹具上的H端子和L端子；

步骤四：通过阻抗分析仪读取：

                                     (2)

上式中：Re()表示隔直电容器阻抗用复数形式表示时的实部；Im()表示隔直电容器阻抗用复数形式表示时的虚部； 

步骤五：通过测量数据计算动力电池的频率—阻抗数据值：                          

        (3)

    上式中：Re()表示动力电池阻抗用复数形式表示时的实部；Im()表示动力电池阻抗用复数形式表示时的虚部；

步骤六：通过式(3)计算出动力电池的频率—阻抗表达式，即幅频特性和相频特性的表达式，如下所示：

                             (4)

                                                         (5)

    上式中：表示动力电池阻抗的幅值； 表示动力电池阻抗的相位；

步骤七：用公式(4)和公式(5)计算得到的频率-阻抗数据点建立动力电池频域阻抗的数学模型，其幅频模型和相频模型为：