动力电池管理系统机箱电磁兼容性分析

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1、动力电池管理系统机箱电磁兼容性研究摘要：动力电池管理系统是电动汽车中的关键组成部分之一。电动汽车中存在着大功率IGBT以及驱动电机等产生大量电磁噪声的设备，对与动力电池管理系统而言，若不利用金属机箱对其进行电磁屏蔽，则就很难满足整个系统对电磁兼容性能的要求，更严重的还可能会导致整个电池管理系统不能正常工作。由于通风、线缆连接以及制造工艺等问题，金属机箱上不可避免的存在各种孔缝，对于金属机箱来说，孔缝是影响其电磁屏蔽特性的主要因素。金属机箱电磁屏蔽特性的研究主要采用解析法和数值计算法。对于解析法，目前比较典型的方法是Robinson等效模型法，但此方法只能适用于垂直极

2、化波入射机箱面板中心位置处矩形开孔时的情况。本文中对其进行了扩展，使其能适用于任意极化波入射时的情况，并使其能适用于任意位置开孔时的情况。本文主要通过使用Robinson等效模型法及其扩展算法，并结合有限元数值仿真对影响金属机箱电磁屏蔽特性的因素进行分析，得出孔缝因素影响金属机箱电磁特性的一般规律。在此基础上，利用得到的规律指导电动汽车动力电池管理系统金属屏蔽机箱的设计，并对其进行了实际测试。本文的主要工作有：本文首先对电动汽车内部的主要电磁干扰源进行了初步的分析研究，主要研究了共模噪声模型和差模噪声模型，并对电磁干扰的耦合路径进行了分析。其次，基于电磁屏蔽理论和有

3、限元法，采用数值仿真和Robinson等效模型法相结合的方式，对影响开孔矩形腔体屏蔽效能的因素进行了研究，主要研究了开孔尺寸、测试点位置、极化角度与腔体屏蔽效能的关系；并对孔阵因素进行了分析，主要分析了孔阵数目、孔阵间距与机箱屏蔽效能之间的关系；此外，还对Robinson等效模型法应用于双侧开孔时的公式进行了扩展修正，借助数值仿真对其正确性进行了验证，并对Robinson模型法应用于任意位置开孔时的算法进行了扩展修正。最后在以上研究基础上，采用测试与数值仿真相结合的方式对电池管理系统的控制系统机箱的电磁辐射特性进行了分析，还分析了不同长宽比缝隙、不同位置处的缝隙等因

4、素对机箱辐射特性影响。此外，还对抑制缝隙缝隙辐射的方法进行了研究。关键词：机箱；有限元；Robinson等效模型法；开孔；缝隙；屏蔽；辐射分类号：中图分类号：TN82UDC：621.39IElectromagneticCompatibilityStudyforPowerBatteryManagementSystemEnclosureAbstract：Powerbatterymanagementsystemisoneofthekeycomponentsofelectricvehicles,thehigh-powerIGBTanddrivemotorthatgenera

5、tealargenumberofelectromagneticnoiseisinstalledinelectricvehicle.Ifyoudon’tusemetalchassiswithpowerbatterymanagementsystem,,theentiresystemisdifficulttomeettherequirementsofelectromagneticcompatibility,moreseriousmayresultintheentirebatterymanagementsystemisnotworkingproperly.Becauseof

6、ventilation,cableconnections,aswellasthemanufacturingprocessandotherissues,themetalchassisoftheinevitableexistenceofavarietyofholeslitapertureisthemainfactortoaffecttheelectromagneticshieldingcharacteristicsforthemetalchassis.Themethodofanalyticalandnumericalcalculationsisthemajorresea

7、rchmethodforelectromagneticshieldingcharacteristicsofmetalchassis.Thetypicalmethodofanalyticalmethod,isRobinsonequivalentmodelmethod,butthismethodcanonlybeappliedverticallypolarizedwaveincidentonthefrontpanelofthechassisatthecenterpositionwhentherectangularopening.Thisarticleitisexte