基于阻抗特性的动力电池系统电磁干扰仿真与测试
2021-01-08吕相杰
同济大学学报(自然科学版) 2020年12期
张 戟,吕相杰,吕 钰
(同济大学汽车学院,上海201804)
随着电动汽车的迅猛发展,开发出可靠的动力电池系统尤为重要。动力电池系统内部高低电压和大电流同时存在,电磁环境极其复杂,在开发研究前期,尽早发现并解决电池包与电动汽车上其他系统及整车间的电磁干扰问题,是各主机厂和科研院所面临的重要问题。动力电池系统是电动汽车一个重要的高压部件,在高频复杂工况下产生的瞬变电压和电流会影响电池内部及周围环境的电磁场分布,进而改变其扩散效应、极化效应的正常进程,对端电压端电流产生反作用,引起电磁干扰问题。
目前国内外对于汽车电磁兼容性的研究中,几乎都将动力电池从电磁干扰源中排除,对动力电池系统内部的电磁干扰问题不予考虑。在极限运行工况下,电池系统作为供电单元,会随之发生较剧烈的电流电压波动,因此动力电池系统的电磁干扰问题需要进一步的研究。
关于电池包等效模型的研究中,大致可以将其分为三类:电化学模型、电气模型和数学模型。电化学模型是基于电池三维结构、材料、尺寸及内部化学反应等相关参数以大量的非线性微分方程的形式进行构建的,主要用于研究电池内部的电化学反应机理,能够更加准确地预测电池行为,但同时也需要大量的计算资源[1]。数学模型是基于电池包大量数据和经验公式提取的数学符号模型,可以用于预测电池行为,但没有实际的物理意义,在电池包的系统层面常常耗费电池管理系统中的大量时间和空间[2]。……
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