[发明专利]一种电池包电磁干扰建模仿真及测试方法

说明书

本发明公开了一种电池包电磁干扰建模仿真及测试方法，首先确定电磁干扰要素；然后进行电池包阻抗特性测试，并建立电池包的高频阻抗模型；基于电池包的高频阻抗模型搭建电机驱动系统的等效电路模型；将控制电机及控制系统模型与IGBT等效电路模型进行联合仿真，获取逆变器输出侧及直流母线端的共模电流的仿真结果；对电机驱动系统进行传导干扰试验测试，获取逆变器输出侧及直流母线端的共模电流的实验结果，最后将仿真结果与试验结果进行比较，以验证仿真结果的准确性。本发明发通过仿真软件对电池系统内部电磁场进行仿真，分析车辆行驶时电池系统内部的电磁场分布及可能出现的干扰情况，为电池系统及整车电磁仿真提供理论支撑和学术依据。

技术领域

本发明涉及电池包系统领域，具体地说，特别涉及到一种电池包电磁干扰建模仿真及测试方法。

背景技术

电池包是电动汽车一个重要的高压部件，在高频情况下，复杂工况下产生的瞬变电压和电流会影响电池电解液中离子的迁移，进而影响扩散效应、极化效应，造成电池阻抗以及寄生参数的改变。在高频情况下，电池不再是理想的等效模型，锂电池的寄生参数此时不能被忽略，这可能引起难以预知的电磁干扰(EMI)问题。但到目前为止，都是将电池包作为受扰对象或电磁干扰的传播路径，尚未从电池自身产生的电磁干扰角度来研究。由于纯电动汽车兴起时间较短，加之电磁兼容问题并未引起足够的重视，因此该方面的研究并不多。

电池包系统直接与DC/AC电机控制器和DC/DC变换器相连，其内部的开关器件的瞬变是电动汽车内部最主要的电磁干扰源，其中电机驱动系统的电磁干扰远大于直流变换系统。另外，在车辆急加速和急减速时，动力电池会产生快速变化的电压和电流，一方面会通过高压线缆的传导作用产生强烈的电磁干扰，另一方面会在传输过程中将电磁干扰辐射出去，对附近的敏感电路或设备造成辐射耦合。

此外，电动汽车试验过程中，有部分车辆，其各零部件级检测都符合电磁干扰相关标准，但却不能通过整车级检测，这说明，系统间的电磁耦合同样不可忽略。因此，有必要对电动包进行干扰源和干扰路径的EMI建模仿真分析，从而在汽车研发的早期发现问题。

现行的零部件传导及辐射测试主要针对于供电电压为12V和24V的车辆零部件，而电动汽车的高压电池包通常在300V以上，目前国内外尚未有针对高压系统的电磁测试标准，这使得电池包的电磁特性难以被证实，因此有必要制定出适合高压系统的电磁测试标准。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种电池包电磁兼容仿真及测试方法，以解决现有技术中的问题。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种电池包电磁干扰建模仿真及测试方法，包括如下步骤：

a)确定电磁干扰要素；

以电池包内部传感器为受扰源，电池包外围的电机驱动系统为干扰源，高低压线束为电磁传导干扰路径，空间环境为电磁辐射路径；

b)进行电池包阻抗特性测试，并建立电池包的高频阻抗模型；

c)基于电池包的高频阻抗模型搭建电机驱动系统的等效电路模型，其包括搭建IGBT等效电路模型、线缆模型和电机及控制系统模型；

d)控制电机及控制系统模型与IGBT等效电路模型进行联合仿真，获取逆变器输出侧及直流母线端的共模电流的仿真结果；

e)对电机驱动系统进行传导干扰试验测试，获取逆变器输出侧及直流母线端的共模电流的实验结果，将仿真结果与试验结果进行比较，以验证仿真结果的准确性。