本文關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車快速充電器的研究

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【摘要】：隨著燃油汽車的不斷消耗不可再生能源和所造成的尾氣污染等問(wèn)題日益嚴(yán)重化,純電動(dòng)汽車的發(fā)展得到了人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注。電動(dòng)汽車被認(rèn)為是最具有潛力在將來(lái)取代燃油汽車作為新型的節(jié)能環(huán)保的交通工具,而具有雙向充放電功能的直流快速充電機(jī)作為增加電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程必備的設(shè)備因此成為電力電子技術(shù)的研究熱點(diǎn)之一。本文重點(diǎn)研究鋰離子電池的快速充電方法、直流快速充電機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及研制。論文首先研究了電動(dòng)汽車鋰離子電池在不同快速充電方法下特性變化的問(wèn)題,總結(jié)了幾種已有的常規(guī)充電方法和一些快速充電技術(shù),給出了基于相同平均電流的快速充電技術(shù)比較方法,通過(guò)這種方法比較了恒流和脈沖兩種充電方法,得到了脈沖充電的充電速度更快,但是目前不太適用的結(jié)果。針對(duì)電動(dòng)汽車電池電壓寬范圍的特點(diǎn),給出了利用變壓器繞組切換的技術(shù)來(lái)改變輸出電壓范圍的控制策略;根據(jù)電動(dòng)汽車的充電要求,研究了恒流恒壓充電的控制方法和反向放電的可行性;針對(duì)電網(wǎng)不平衡對(duì)快速充電機(jī)電流控制能力的影響,研究了不平衡條件下的兩種控制目標(biāo):一是抑制直流輸出電壓脈動(dòng);二是抑制并網(wǎng)電流的負(fù)序分量。根據(jù)快速充電機(jī)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),本文采用了電網(wǎng)電壓正、負(fù)序分量前饋抑制負(fù)序電流的不平衡控制策略。通過(guò)仿真驗(yàn)證了本文充電機(jī)方案和控制方法的可行性。搭建了50kW直流快速充電系統(tǒng)的驗(yàn)證平臺(tái),介紹了平臺(tái)的硬件參數(shù)選擇以及軟件控制程序的設(shè)計(jì)。基于此實(shí)驗(yàn)平臺(tái),對(duì)樣機(jī)的總體性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明了本文的充電機(jī)方案可以實(shí)現(xiàn)雙向的充放電功能,并且在不平衡情況下有較好的控制效果,還可以根據(jù)充電的要求進(jìn)行恒壓和恒流充電方法的切換,驗(yàn)證了本文系統(tǒng)方案和控制方法的正確性和有效性。
【關(guān)鍵詞】：電動(dòng)汽車 快速充電 雙向充電機(jī) PWM整流器 電流控制技術(shù)
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM910.6;U469.72
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-14
• 第一章 緒論14-21
• 1.1 課題背景14-16
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-19
• 1.2.1 快速充電技術(shù)研究現(xiàn)狀16-17
• 1.2.2 電動(dòng)汽車快速充電機(jī)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀17-19
• 1.3 本文的主要內(nèi)容19-21
• 第二章 動(dòng)力電池和電動(dòng)汽車快速充電技術(shù)21-33
• 2.1 動(dòng)力電池的種類和對(duì)比21-22
• 2.2 電池充放電的基本理論22-23
• 2.3 電池充放電方式23-26
• 2.3.1 涓流充電23-24
• 2.3.2 恒壓充電24
• 2.3.3 恒流充電24-25
• 2.3.4 恒流恒壓充電25
• 2.3.5 脈沖式充電25-26
• 2.4 快速充電方法的對(duì)比研究26-32
• 2.4.1 對(duì)比方法分析26-28
• 2.4.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)28-29
• 2.4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析29-32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 第三章 電動(dòng)汽車快速充電機(jī)的方案設(shè)計(jì)33-44
• 3.1 現(xiàn)有的充電機(jī)方案33-35
• 3.1.1 單相的雙向充電機(jī)方案33-34
• 3.1.2 三相的雙向充電機(jī)方案34-35
• 3.2 高效雙向充電機(jī)的分析與設(shè)計(jì)35-40
• 3.2.1 主電路拓?fù)涞倪x擇36
• 3.2.2 工頻變壓器繞組切換原理36-38
• 3.2.3 LCL濾波器的設(shè)計(jì)38
• 3.2.4 直流側(cè)電容的設(shè)計(jì)38-40
• 3.3 方案的仿真驗(yàn)證40-43
• 3.3.1 寬范圍電壓輸出仿真驗(yàn)證40-42
• 3.3.2 雙向充放電仿真驗(yàn)證42-43
• 3.4 本章小結(jié)43-44
• 第四章 電動(dòng)汽車快速充電裝置控制策略及仿真驗(yàn)證44-58
• 4.1 充電控制策略44-49
• 4.1.1 恒流控制方法及仿真驗(yàn)證44-47
• 4.1.2 恒壓控制方法及仿真驗(yàn)證47-49
• 4.2 雙向充電機(jī)的特殊問(wèn)題49-56
• 4.2.1 變壓器繞組切換方法存在的問(wèn)題49-50
• 4.2.2 電網(wǎng)不平衡的問(wèn)題分析及解決方法50-56
• 4.3 本章小結(jié)56-58
• 第五章 50KW快速充電機(jī)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析58-66
• 5.1 快速充電裝置的主電路58-59
• 5.2 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)59-60
• 5.2.1 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)59
• 5.2.2 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)59-60
• 5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析60-65
• 5.3.1 啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)61-62
• 5.3.2 穩(wěn)態(tài)實(shí)驗(yàn)62-63
• 5.3.3 不平衡條件下的實(shí)驗(yàn)63-64
• 5.3.4 充電策略切換實(shí)驗(yàn)64-65
• 5.4 本章小結(jié)65-66
• 第六章 總結(jié)與展望66-68
• 6.1 本文工作總結(jié)66-67
• 6.2 后續(xù)工作展望67-68
• 參考文獻(xiàn)68-72
• 致謝72-73
• 攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及獲得的榮譽(yù)73

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本文編號(hào)：592946