Simulationsverfahren zur Bestimmung der HF-Impedanzen von Traktionsbatterien

Abstract

In dieser Arbeit wurde eine Feldsimulationsmethode vorgestellt, um die Impedanz von Traktionsbatterien bei hohen Frequenzen zu bestimmen. Bei der Methode wird die Batteriezelle als 3D-Modell konstruiert, wobei ihre innere Struktur aus Mischelektroden mit Elektrolyten und Separator als homogenes festes Material modelliert wird. Nach der Definition der elektrischen Eigenschaften dieses Materials, kann die Simulation die Impedanz der komplexen Zelle liefern. Zum Bilden eines HV-Batteriesystems, werden mehrere Simulationsmodellzellen in Reihe geschaltet. Das Verfahren war in der Lage, genaue Ergebnisse für Batteriezellen und deren Netzwerke zu liefern. Mit dieser Methode konnten die asymmetrische Impedanz und die Gegentaktimpedanz der Traktionsbatterie bestimmt werden. Die Ergebnisse wurden von 20 kHz bis 110MHz für Einzelzellen und bis 5MHz für die Traktionsbatterie verglichen. Es wurde eine gute Übereinstimmung zwischen Simulationen und Messungen erzielt. Mit dieser Methode ist es möglich, das EMV-Verhalten von Batterien zu beobachten und vorherzusagen.