一种动力电池包传导骚扰仿真方法技术

本发明专利技术公开了一种动力电池包传导骚扰仿真方法，包括：在3D电磁场全波仿真软件中搭建动力电池包三维模型，动力电池包三维模型包括：电池包外壳模型，高低压线缆走向及横截面模型；根据动力电池包三维模型，计算电池包内外线缆等效模型；建立干扰源模型；利用阻抗分析仪提取锂离子电池单体电芯的阻抗特性，建立锂电芯的等效电路模型；根据锂离子电池单体之间的串并联关系和锂电芯的等效电路模型，得到动力电池模组的等效电路模型；以及根据电池包内外线缆等效模型、干扰源模型和动力电池模组的等效电路模型，搭建电压法计算模型。本发明专利技术能对电池包产生的传导骚扰进行仿真。能对电池包产生的传导骚扰进行仿真。能对电池包产生的传导骚扰进行仿真。

【技术实现步骤摘要】
一种动力电池包传导骚扰仿真方法


[0001]本专利技术涉及电动汽车领域，尤其涉及一种动力电池包传导骚扰仿真方法。

技术介绍

[0002]与传统汽车相比，新能源电动汽车直接使用电驱动系统，高压电气系统中的开关器件，这使得电磁干扰问题更为严重。且随着车载智能化、娱乐化设备不断的增加，电气线束分布广等特点，使得车内电磁耦合路径复杂。轻者影响电子设备的正常工作，重则引起车内控制系统失灵，通信中断等，给行车安全造成严重的隐患。
[0003]近些年，整车厂及科研机构主要的研究工作主要是汽车线束串扰、车体屏蔽效能、点火系统的EMC问题、电驱传导骚扰等问题的研究。2014年，重庆大学分析了以DC/DC、DC/AC等干扰源以动力电池为传导路径对整车的影响，但该项工作只将电池包等效为一个高压源，并没有对其产生的磁兼容问题进行研究。
[0004]前面的叙述在于提供一般的背景信息，并不一定构成现有技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种动力电池包传导骚扰仿真方法，以对电池包产生的传导骚扰进行仿真。
[0006]本专利技术提供一种动力电池包传导骚扰仿真方法，包括：在3D电磁场全波仿真软件中搭建动力电池包三维模型，动力电池包三维模型包括：电池包外壳模型，高低压线缆走向及横截面模型；根据动力电池包三维模型，计算电池包内外线缆等效模型；建立干扰源模型；利用阻抗分析仪提取锂离子电池单体电芯的阻抗特性，建立锂电芯的等效电路模型；根据锂离子电池单体之间的串并联关系和锂电芯的等效电路模型，得到动力电池模组的等效电路模型；以及根据电池包内外线缆等效模型、干扰源模型和动力电池模组的等效电路模型，搭建电压法计算模型。
[0007]进一步，动力电池包三维模型，还包括模组盒模型和接地平板模型。
[0008]进一步，建立干扰源模型的步骤包括：在激励源获取过程中，采用时间对应的频率带宽不能高于标准测试频率带宽的两倍，采样间隔对应频率范围要高于标准测试频率范围。
[0009]进一步，建立干扰源模型的步骤包括：采用示波器获取干扰源的时域波形信号，并将时域波形信息经过傅里叶频谱展开后转换为频域信号。
[0010]进一步，建立干扰源模型的步骤包括：当动力电池包应用于具有BMS系统的汽车时，获取BMS系统PCB板接插件线缆上的时域信号，以建立干扰源模型。
[0011]进一步，利用阻抗分析仪提取锂离子电池单体电芯的阻抗特性，建立锂电芯的等效电路模型的步骤包括：利用矢量匹配法拟合出锂离子电池单体电芯的阻抗特性曲线，进而根据锂离子电池单体电芯的阻抗特性曲线建立锂电芯的等效电路模型。
[0012]本专利技术提供的动力电池包传导骚扰仿真方法能对电池包产生的传导骚扰进行仿
真。
附图说明
[0013]图1为本专利技术实施例一种动力电池包传导骚扰仿真方法的流程示意图；
[0014]图2显示动力电池包内外部分线缆的等效spice模型；
[0015]图3为电流探头获取的时域信号；
[0016]图4是时域信号经过傅里叶频谱展开后的结果；
[0017]图5显示模组的等效电路模型；
[0018]图6是电池包传导骚扰电压法的详细布置图；
[0019]图7显示在软件中搭建的传导骚扰电压法仿真电路模型的方框示意图；
[0020]图8对比显示高压正极传导骚扰值的仿真结果与实测结果；
[0021]图9对比显示高压负极传导骚扰值的仿真结果与实测结果；
[0022]图10对比显示低压正极传导骚扰值的仿真结果与实测结果；
[0023]图11对比显示低压负极传导骚扰值的仿真结果与实测结果。
具体实施方式
[0024]下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。
[0025]本专利技术主要研究动力电池包的传导骚扰问题。本专利技术首先通过三维软件建立动力电池包的3D模型，并计算电池包内外高低压线缆的等效模型；然后利用仿真软件建立传导骚扰电压法电路级仿真模型；最后根据实际试验工况进行计算，将得到的仿真结果与试验结果对比验证，证明所用方法的准确性，以及所建模型的有效性。
[0026]对于传导骚扰电压法分析，是通过分析达到LISN端口的电压频域信号与测试限值进行比较，从而判断干扰值是否会超过敏感设备的电磁兼容阈值。
[0027]请参考图1，本专利技术实施例一种动力电池包传导骚扰仿真方法，动力电池包三维模型包括：
[0028]步骤S11，在3D电磁场全波仿真软件中搭建动力电池包三维模型，包括：电池包外壳模型，高低压线缆走向及横截面模型；
[0029]步骤S13，根据动力电池包三维模型，计算电池包内外线缆等效模型；
[0030]步骤S31，建立干扰源模型；
[0031]步骤S51，利用阻抗分析仪提取锂离子电池单体电芯的阻抗特性，建立锂电芯的等效电路模型；
[0032]步骤S53，根据锂离子电池单体之间的串并联关系和锂电芯的等效电路模型，得到动力电池模组的等效电路模型；
[0033]步骤S71，根据电池包内外线缆等效模型、干扰源模型和动力电池模组的等效电路模型，搭建电压法计算模型。
[0034]详细而言，步骤S11和S13用于建立动力电池包传导骚扰电路模型。步骤S31用于建立干扰源模型。步骤S51和S53用于建立动力电池模组的等效电路模型。步骤71用于进行传导骚扰电压法测试。
[0035]建立动力电池包传导骚扰电路模型时，对步骤S11和S13，具体地，在步骤S11中，动力电池包三维模型，还可以包括模组盒模型和接地平板模型。换言之，建立动力电池包传导骚扰电路模型时，可以首先根据动力电池包传导骚扰电压法测试平台，在3D电磁场全波仿真软件中搭建动力电池包模型，例如主要是外壳模型、模组盒模型、高低压线缆走向及横截面模型等，然后计算得到电池包内外线缆的等效模型，如图2所示。图2显示动力电池包内外部分线缆的等效spice模型。N415_CX_4_1表示高压线，N415_CX_4_1_Screen表示接地线，N387_SW_192表示单线，其余端子类似。
[0036]建立干扰源模型时，对于理想模型的仿真，可以根据需要直接采用软件中自带的激励源，而对于实际情况，可以采用示波器测量干扰源连接导线上的电压/电流波形，从而获取干扰源的时域波形。在激励源获取的过程中，为保证频率信息不丢失，本申请同时考量了采样时长及采样率。具体地，对步骤S31，建立干扰源模型的步骤包括：以不高于标准测试间隔的2倍频率间隔获取激励源，换言之，在激励源获取过程中，采用时间对应的频率带宽不能高于标准测试频率带宽的两倍，采样间隔对应频率范围要高于标准测试频率范围。在激励源获取的过程中，本申请为保证频率信息不丢失，以不高于标准测试间隔的2倍频率间隔获取激励源。同时，在步骤S31中，当动力电池包应用于具有BMS系统的汽车时，获取BMS系统PCB板接插件线缆上的时域本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种动力电池包传导骚扰仿真方法，其特征在于，包括：在3D电磁场全波仿真软件中搭建动力电池包三维模型，所述动力电池包三维模型包括：电池包外壳模型，高低压线缆走向及横截面模型；根据所述动力电池包三维模型，计算电池包内外线缆等效模型；建立干扰源模型；利用阻抗分析仪提取锂离子电池单体电芯的阻抗特性，建立锂电芯的等效电路模型；根据所述锂离子电池单体之间的串并联关系和所述锂电芯的等效电路模型，得到动力电池模组的等效电路模型；以及根据所述电池包内外线缆等效模型、所述干扰源模型和所述动力电池模组的等效电路模型，搭建电压法计算模型。2.如权利要求1所述的动力电池包传导骚扰仿真方法，其特征在于，所述动力电池包三维模型，还包括模组盒模型和接地平板模型。3.如权利要求1所述的动力电池包传导骚扰仿真方法，其特征在于，所述建立干扰源模型的步骤包括：在激励源获取过程中，采用时间对应...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡雪丹，李建群，熊飞，朱林培，王曼莉，赵广乐，
申请(专利权)人：广汽埃安新能源汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：