發(fā)展電動汽車是節(jié)能減排、改善氣候的重要途徑,電動汽車充電機的發(fā)展是電動汽車推廣普及的基礎。電動汽車充電機由前級整流器和后級DC/DC變換器組成,充電功率控制主要取決于后級DC/DC變換器的控制。本文以電動汽車充電機為應用對象,主要研究了變壓器隔離型DC/DC變換器的充電控制方法和多模塊并聯(lián)均流策略。設計了用于電動汽車充電機的變壓器隔離型DC/DC變換器主電路拓撲,分析了DC/DC變換器的工作原理,建立了全橋兩電平DC/DC變換器的線性化小信號交流模型,計算和選擇了2015kW變換器的主電路參數(shù),確定了變換器的控制系統(tǒng)結構。針對充電機的恒壓限流充電控制要求,設計了一種調制波選擇控制結構,當直流充電電壓越限時選擇直接恒壓控制,而當充電電流越限時選擇直接恒流控制。減少了控制環(huán)路數(shù),提高了控制系統(tǒng)穩(wěn)定性。比較了調制波選擇控制與傳統(tǒng)電壓外環(huán)、電流內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)串級控制的優(yōu)缺點。建立了20PSIM平臺下的仿真模型,仿真驗證了基于調制波選擇結構的恒壓限流充電控制策略的優(yōu)越性。電動汽車充電樁通常由多個充電機模塊并聯(lián)而成,方便擴展充電樁的充電功率,充電機模塊間的均流控制有助于均衡各模塊使用壽命和提高充電性... 

【文章來源】：西安理工大學陜西省

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究背景與意義
    1.2 電動汽車充電機概述
        1.2.1 充電機的分類
        1.2.2 充電機的發(fā)展歷程
        1.2.3 充電機的發(fā)展趨勢
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析
        1.3.1 充電機后級DC/DC變換器的研究現(xiàn)狀
        1.3.2 充電機的充電控制方法研究現(xiàn)狀
        1.3.3 充電機的均流控制方法研究現(xiàn)狀
    1.4 本文主要研究內(nèi)容
2 充電機后級DC/DC變換器的工作原理與數(shù)學模型
    2.1 全橋兩電平DC/DC變換器的工作原理
    2.2 全橋兩電平DC/DC變換器的動態(tài)模型
        2.2.1 大信號動態(tài)模型
        2.2.2 線性化小信號交流模型
        2.2.3 小信號交流等效電路
    2.3 主電路參數(shù)選擇
        2.3.1 變壓器變比的選擇
        2.3.2 功率器件IGBT的選擇
        2.3.3 整流二極管的選擇
        2.3.4 LC濾波器參數(shù)的選擇
    2.4 本章小結
3 充電機的充電控制方法研究
    3.1 充電控制方式研究
        3.1.1 恒壓充電方式
        3.1.2 恒流充電方式
        3.1.3 恒壓限流充電方式
        3.1.4 恒流限壓充電方式
        3.1.5 三階段充電方式
        3.1.6 分級恒流充電方式
    3.2 充電機的充電控制策略研究
        3.2.1 基于雙閉環(huán)串級控制的恒壓限流充電控制策略
        3.2.2 基于調制波選擇控制的恒壓限流充電控制策略
    3.3 調制波選擇控制策略中控制器的設計
        3.3.1 電壓環(huán)控制器的設計
        3.3.2 電流環(huán)控制器的設計
        3.3.3 系統(tǒng)穩(wěn)定性對比分析
    3.4 仿真驗證
        3.4.1 仿真模型的搭建
        3.4.2 仿真結果對比分析
    3.5 本章小結
4 充電機的并聯(lián)均流控制策略研究
    4.1 電流不均衡原因分析
    4.2 模擬均流控制方法研究
        4.2.1 輸出阻抗法
        4.2.2 主從均流法
        4.2.3 最大電流自動均流法
        4.2.4 平均電流自動均流法
    4.3 數(shù)字均流控制策略研究
        4.3.1 基于雙閉環(huán)串級結構的數(shù)字均流控制策略
        4.3.2 基于調制波選擇結構的數(shù)字均流控制策略
    4.4 數(shù)字均流控制系統(tǒng)方案設計
        4.4.1 CAN總線簡介
        4.4.2 數(shù)字均流系統(tǒng)方案
        4.4.3 軟件設計
    4.5 本章小結
5 實驗驗證與結果分析
    5.1 充電機實驗平臺的搭建
        5.1.1 單模塊實驗平臺
        5.1.2 兩模塊并聯(lián)實驗平臺
    5.2 充電控制策略的實驗驗證
        5.2.1 輸出電壓電流波形
        5.2.2 電流限定實驗
        5.2.3 充電方式切換實驗
        5.2.4 負載突變對比試驗
    5.3 均流控制策略的實驗驗證
        5.3.1 均流穩(wěn)態(tài)實驗
        5.3.2 均流動態(tài)實驗
    5.4 本章小結
6 全文總結與展望
    6.1 全文總結
    6.2 展望
致謝
參考文獻
在校學習期間發(fā)表的論文及獲獎情況


【參考文獻】：
期刊論文
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[2]一種新型軍用電源智能充電機控制算法[J]. 吳德剛,趙利平.  火力與指揮控制. 2017(01)
[3]基于DSP控制的電動汽車充電機模塊[J]. 李勇,唐亮,劉愛忠.  電工技術. 2016(06)
[4]三倍流整流ZVS20PWM三相全橋直流變換器[J]. 劉暢,金科.  中國電機工程學報. 2015(01)
[5]電動汽車充放電系統(tǒng)建模與仿真[J]. 劉月賢,王天鈺,楊亞宇,王曉茹.  電力系統(tǒng)保護與控制. 2014(13)
[6]單-雙環(huán)控制ZVS電動汽車充電電源研究[J]. 劉曉東,汪中勇,方煒,劉雁飛.  電源技術. 2014(04)
[7]DC-DC開關電源的建模與控制設計[J]. 畢超,肖飛,謝楨,陳明.  電源技術. 2014(02)
[8]基于LCL濾波的vienna拓撲三相整流技術研究[J]. 林壯,姚文熙,呂征宇.  電力系統(tǒng)保護與控制. 2013(11)
[9]淺析開關電源模塊并聯(lián)均流方法[J]. 張伊凡,王樂.  電子測試. 2013(05)
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博士論文
[1]純電動汽車充電系統(tǒng)穩(wěn)定性與諧波特性研究[D]. 李晶.北京交通大學 2014

碩士論文
[1]半橋三電平ZVS充電機及其并聯(lián)均流技術的研究[D]. 胡佳男.電子科技大學 2016
[2]ZVS半橋三電平充電機控制策略研究和實現(xiàn)[D]. 陳倩玉.電子科技大學 2016
[3]數(shù)字控制電動汽車高性能車載充電機設計與研究[D]. 周賀.浙江大學 2016
[4]混合動力動車組鋰電池充電機研究與設計[D]. 賈海杰.北京交通大學 2015
[5]我國新能源汽車的現(xiàn)狀及前景分析[D]. 吳會敏.吉林大學 2014
[6]VIENNA電路的整流技術研究[D]. 馮建波.燕山大學 2013
[7]牽引用蓄電池智能充電機的研究與開發(fā)[D]. 高飛燕.湖南大學 2006



本文編號：3178787