基于交错并联DC-DC的EV驱动-充电集成系统传导干扰研究

作     者：袁雪 

作者单位：哈尔滨工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张千帆

授予年度：2020年

学科分类：08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

主      题：电动汽车 驱动-充电集成系统 寄生参数提取 传导干扰仿真 传导干扰抑制 

摘      要：随着我国汽车产业的飞速发展,电动汽车的数量持续上升,而电动汽车的车载装置部分由于采用了大量的电力电子高频器件,正常工作时会产生传导干扰,这导致电动汽车的电磁兼容的问题日益严重。本文主要进行电动汽车驱动-充电集成系统的传导干扰研究:研究集成系统驱动模式和充电模式工作在稳定状态时的传导干扰产生机理、传播路径,并建立系统传导干扰仿真模型;提取系统的各项寄生参数并研究其对传导干扰的影响;针对集成系统不同的工作模式进行了传导干扰抑制。本文分别对集成系统的驱动模式和充电模式的电路原理以及集成方法进行分析。实际系统的工作状态与电路理想的工作状态有偏差,为了尽可能的准确建立传导干扰模型,本文对集成系统各部分的的寄生参数进行提取:应用解析法计算开关管的寄生电容;对母排的寄生参数进行提取,并分析其环路电感;建立电感、电容的高频模型,并进行阻抗仿真分析。建立传输线模型,分析双导体和三导体传输线电路模型,根据电缆各项参数,对逆变器输出电缆进行仿真分析,从而建立一个由多段集总参数等效电路模型级联的逆变器输出电缆等效电路。介绍了传导干扰的提取与分析方法,研究驱动-充电集成系统的传导干扰的回路构成,重点分析了系统的共模回路。在仿真软件中搭建系统模型,对两种工作模式分别进行传导干扰仿真,分析其共模干扰与差模干扰。研究母排寄生参数、开关管寄生电容、逆变器输出电缆对系统传导干扰以及差模干扰与共模干扰的影响。同时针对较为复杂的驱动模式,本文对DC-DC模块、逆变器模块与整体系统传导干扰的关系进行了分析。分析驱动-充电集成系统在驱动模式和充电模式的传导干扰抑制方法。驱动模式下,应用频率抖动方法抑制DC-DC模块的传导干扰,可以有效地消除干扰尖峰;应用TSPWM控制方法来减少逆变器共模电压波动次数从而抑制逆变器模块的传导干扰,降低全频段的传导干扰。充电模式下,分析了PWM双极性调制与单极性调制产生的传导干扰差别,并且设计了EMI滤波器来进行传导干扰的抑制。最终使驱动-充电集成系统在两种工作模式下均可以满足国家电动汽车零部件传导干扰的相关标准。