Anwendung von Fitting-Methoden zum Entwurf von Netzwerkmodellen fur E-Fahrzeugkomponenten

摘要

Die wachsenden EMV-Anforderungen an Elektrofahrzeuge, vor allem bei der zunehmenden Nutzung von schnell schaltenden Leistungselektronikkomponenten, die die Hauptquellen fur hochfrequente elektromagnetische Storungen sind, unterstreichen die Notwendigkeit einer EMV-Analyse bereits in der Entwurfsphase. Die erzeugten Storungen breiten sich im Bordnetz aus und konnen in empfindliche Komponenten uberkoppeln. Um das EMV-Verhalten des gesamten Systems zu analysieren, sind Netzwerksimulationen gut geeignet. Zu diesem Zweck sollen genaue Netzwerkmodelle der HV-Komponenten eines E-Fahrzeugs erstellt werden. In [2] wurde ein Hochfrequenz-Netzwerkmodel eines E-Fahrzeugbordnetzes erstellt. In dem Model wurden folgende Komponenten berucksichtigt: Eine Netznachbildung, ein Wechselrichter und ein Motor. Zur Verifikation der Simulation wurden Messungen im Zeit- und Frequenzbereich durchgefuhrt. Im Rahmen dieser Arbeit wurden Impedanzmessungen an den Komponenten eines E-Fahrzeugs wie Elektromotor, Wechselrichter und Batterie durchgefuhrt. Fur jede Komponente wurde ein Netzwerkmodell erstellt, das mit Hilfe der Messergebnisse unter Verwendung geeigneter Fitting-Methoden vervollstandigt werden soll. Dabei wurden Schaltungen sowohl fur Gleich-, als auch fur Gegentaktimpedanzen entworfen. Die Modelle konnen in SPICE-Simulationsanwendungen genutzt werden. Ein Vergleich der Impedanzmessungen und der Simulationen dokumentiert eine gute Ubereinstimmung. Anhand der Fitting-Methoden, konnen Messkurven uber die Frequenz wie Ubertragungsfunktionen, oder in diesem Fall, Impedanzmessungen in Form von gebrochen rationalen Funktionen approximiert werden. Eine Implementation dieses Verfahrens ist die Vektor Fitting (VF) Methode. Sie wurde fur verschiedene Kurvenformen in [3], [4] und [5] prasentiert. In [3] wurde die Methode fur glatte Funktionen dargestellt, in der reale Anfangspole eingegeben werden. In [4] wurde die Methode erweitert, so dass Funktionen fur Kurven mit hoher Anzahl von Resonanzpunkten erstellt werden konnen, wenn komplexe Anfangspole eingegeben werden. Die Zielstellung der VF ist das Nachbilden einer Messantwort f(s) im Frequenzbereich mit einer gebrochen rationalen Funktion in Form von GI. (1).