發(fā)布時間：2020-10-01 21:02

　　 隨著人們環(huán)保意識的增強和國家對發(fā)展電動汽車產(chǎn)業(yè)的大力支持,電動汽車在生活當(dāng)中越來越普遍,根據(jù)中汽協(xié)發(fā)布的數(shù)據(jù),2018年全國新能源汽車銷量達125.6萬輛,其中純電動汽車為98.4萬輛。電池存儲的能量是電動汽車的動力之源,隨著電動汽車市場份額的增加,與之匹配的為電池充電的裝置的需求也急劇增加。目前市場上存在的充電裝置絕大多數(shù)使用的是AC/DC電路加DC/DC電路的兩級式拓撲結(jié)構(gòu)。本文將為特性場合使用的電動牽引車設(shè)計一款給其內(nèi)部鉛酸蓄電池充放電的裝置,與常見的充電裝置不同,為了給鉛酸蓄電池核對性放電,保證鉛酸蓄電池的正常使用,該裝置內(nèi)部設(shè)計了可以給鉛酸蓄電池恒流放電的放電模塊。論文首先在裝置系統(tǒng)層面討論了充放電裝置要實現(xiàn)的功能以及裝置內(nèi)部的組成,從功能需求出發(fā)介紹了裝置的控制系統(tǒng)的設(shè)計,包括控制系統(tǒng)軟件層面的實現(xiàn)和控制器所需的資源。針對充放電裝置的放電功能,文中選用的拓撲為改進后的Buck電路,并分析了改進后的Buck電路的各元件參數(shù)的設(shè)計。利用狀態(tài)空間平均法推導(dǎo)了改進后的Buck電路的傳遞函數(shù),求解出閉環(huán)控制參數(shù),并驗證了放電模塊的電氣性能。針對充放電裝置的充電功能,文中選用VIENNA整流加移相全橋的兩級式電路拓撲,討論了移相全橋存在的一些問題。由于裝置充電輸出功率較大,將移相全橋電路做了改進并分析了改進后移相全橋電路的參數(shù)設(shè)計,推導(dǎo)出移相全橋電路的小信號模型并進行雙閉環(huán)控制器參數(shù)的設(shè)計,并驗證充電模塊的電氣性能。最后,討論了充放電裝置工作的流程,包括充電流程、放電流程、故障處理流程與急停保護流程;驗證了裝置整體的輸出性能,包括充電電流、放電電流的動態(tài)調(diào)節(jié)性能,以及裝置的自動停機功能。
【學(xué)位單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：U491.8
【部分圖文】：

電池的恒流放電。本章將具體說明實現(xiàn)放電電力變換的電路拓撲、電路參數(shù)設(shè)計以及電路的控制策略。3.1 拓撲結(jié)構(gòu)充放電裝置的放電功能的技術(shù)要求在表 2-1 中列出，由于在鉛酸蓄電池在放電過程中存在著電池電壓降低的現(xiàn)象[38,39]，直接使用電阻負載與鉛酸蓄電池相連來消耗電能難以實現(xiàn)蓄電池的恒流輸出，因此考慮經(jīng)過簡單的電力變換來實現(xiàn)蓄電池的恒流輸出。選用的拓撲為圖 3-1 所示的改進后的 Buck 電路，電路輸入電流需要維持穩(wěn)定且電路輸出無指標要求，所以在輸入端增加了 LC 濾波電路，省去了輸出端的穩(wěn)壓電容。圖中 Rs為軟啟電阻，防止在接觸器 S1閉合時電感 L1與電容 C1產(chǎn)生諧振，避免沖擊電流與沖擊電壓造成電容的損壞，在一定時間后電容 C1的電壓穩(wěn)定時，便閉合接觸器 S1將軟啟電阻 Rs短路。電路的工作原理與 Buck 電路類似[40]，這里不再詳細描述，即通過開關(guān)管 T1的開關(guān)實現(xiàn)蓄電池的恒流放電，并將電能消耗在電阻負載 RL上。

圖 3-5 放電電路系統(tǒng)傳遞函數(shù) bode 圖圖 3-6 放電電路系統(tǒng)控制框圖圖 3-6 中，Gi(s)為輸入電流反饋 PI 環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)， Ki分別輸入電流的采樣反饋函數(shù)，Km為 DSP 中 EPWM 模塊周期寄存器設(shè)置的值。因為放電電路的輸入部分有 LC 電路，所以系統(tǒng)的 bode 圖有一個諧振峰，為了使系統(tǒng)工作穩(wěn)定，設(shè)計 PI 參數(shù)使得諧振頻率處的幅值增益在 0dB 以下。經(jīng)過反復(fù)調(diào)整，設(shè)計的控制器的參數(shù)為：kp=0.1，ki=1000。系統(tǒng)整體的傳遞函數(shù) Gif(s)為：8 2 3( ) ( )( )4.864 10 2.0064 10 15.2i idifmG s G sG sKs s (3-21)

25圖 3-6 放電電路系統(tǒng)控制框圖，Gi(s)為輸入電流反饋 PI 環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)， Ki分別輸入為 DSP 中 EPWM 模塊周期寄存器設(shè)置的值。電路的輸入部分有 LC 電路，所以系統(tǒng)的 bode 圖有一個諧，設(shè)計 PI 參數(shù)使得諧振頻率處的幅值增益在 0dB 以下。經(jīng)的參數(shù)為：kp=0.1，ki=1000。系統(tǒng)整體的傳遞函數(shù) Gif(s)為8 2 313 4 9 3 5 2( ) ( )( )4.864 10 2.0064 10 15.22.82 10 4.418 10 1.6815 10 0.2209i idifmG s G sG sKs ss s s 系統(tǒng) bode 圖如圖 3-7，此時系統(tǒng)的穿越頻率為 11Hz，相位應(yīng)曲線如圖 3-8，可以看到，系統(tǒng)的響應(yīng)時間約為 0.1s。

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 屠銳;;一種用于電磁分離器的高壓自動放電裝置的安裝與調(diào)試[J];中國原子能科學(xué)研究院年報;2016年00期

2 ;國外噪聲與振動控制文摘[J];噪聲與振動控制;1988年06期

3 盧邦;肖子衡;劉銀象;林穎苗;;電動汽車雙向充放電裝置的研究綜述[J];通信電源技術(shù);2016年04期

4 饒舜;機車蓄電池自動充放電裝置[J];電力機車技術(shù);2002年03期

5 易有剛;;簡易的恒溫恒阻放電裝置[J];電世界;1995年11期

6 陳瑞;;基于改進型軟鎖相環(huán)的大容量充放電裝置的應(yīng)用研究[J];船電技術(shù);2015年05期

7 董勇杰;張麗英;王海賓;;淺談電容器人工放電裝置[J];中國新技術(shù)新產(chǎn)品;2012年12期

8 蔚蘭;岳燕;吳國祥;;一種新型智能鉛酸蓄電池充/放電裝置的設(shè)計[J];蓄電池;2008年04期

9 李二雙;;電容器的放電裝置選型[J];中國電力企業(yè)管理;2008年24期

10 崔明杰;蓄電池組的運行壽命與充放電裝置的關(guān)系[J];山西電力;2004年03期

相關(guān)會議論文 前7條

1 肖德玲;袁琪;成瑤;;多端放電裝置應(yīng)用的可行性研究[A];制冷空調(diào)新技術(shù)進展——第四屆全國制冷空調(diào)新技術(shù)研討會論文集[C];2006年

2 謝應(yīng)明;鐘彥騫;楊水清;;一種新型冰箱用小型臭氧發(fā)生器[A];第七屆全國食品冷藏鏈大會論文集[C];2010年

3 閆永輝;馮賢平;唐曉亮;謝涵坤;;從大氣壓到超低氣壓范圍的氦等離子體發(fā)射光譜的基本特性[A];第十二屆全國光散射學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2003年

4 滑躍;郝澤宇;任春生;;直流增強ICP源及雙頻柱狀I(lǐng)CP源的放電特性研究[A];第十八屆全國等離子體科學(xué)技術(shù)會議摘要集[C];2017年

5 楊宏坤;李成良;吳海亮;周全;莊嚴;;風(fēng)電葉片防雷優(yōu)化設(shè)計研究[A];中國農(nóng)機工業(yè)協(xié)會風(fēng)能設(shè)備分會《風(fēng)能產(chǎn)業(yè)》（2015年第2期)[C];2015年

6 夏清;繆勁松;歐陽吉庭;;線-板電暈放電離子源的結(jié)構(gòu)設(shè)計和穩(wěn)定性研究[A];靜電放電：從地面新技術(shù)應(yīng)用到空間衛(wèi)星安全防護—中國物理學(xué)會第二十屆全國靜電學(xué)術(shù)會議論文集[C];2015年

7 袁強華;殷桂琴;;雙頻驅(qū)動的常壓介質(zhì)阻擋放電等離子體特性研究[A];第十五屆全國等離子體科學(xué)技術(shù)會議會議摘要集[C];2011年

相關(guān)重要報紙文章 前1條

1 李文;恐懼感可望治愈[N];健康報;2006年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 胡國珍;充放儲一體化電站功率變換系統(tǒng)穩(wěn)定分析與控制[D];華中科技大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 張建斌;電動牽引車充放電裝置的設(shè)計與實現(xiàn)[D];華中科技大學(xué);2019年

2 張琦;雙室氣—液兩相介質(zhì)阻擋放電裝置降解苯的性能研究[D];大連理工大學(xué);2019年

3 周彬彬;介質(zhì)阻擋放電裝置與放電特性研究[D];湖北民族學(xué)院;2018年

4 呂玉明;等離子體灶的設(shè)計與性能研究[D];華北理工大學(xué);2018年

5 孫丹鳳;高頻旋轉(zhuǎn)滑動弧放電及用于甲烷干重整研究[D];大連理工大學(xué);2018年

6 李超;基于V2G技術(shù)電動汽車充放電裝置控制策略研究[D];太原科技大學(xué);2017年

7 黃昊;船用大容量并網(wǎng)充放電裝置技術(shù)研究與應(yīng)用[D];浙江工業(yè)大學(xué);2015年

8 于寧;艦船大容量充放電裝置技術(shù)研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2013年

9 岳帥;沿面介質(zhì)阻擋放電裝置結(jié)構(gòu)優(yōu)化及供電研究[D];大連理工大學(xué);2015年

10 李華楠;基于三電平船用充放電裝置的研究與設(shè)計[D];浙江工業(yè)大學(xué);2015年

本文編號：2832004