本文關(guān)鍵詞：電動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題日益嚴(yán)重化,純電動汽車的發(fā)展得到了人們越來越多的關(guān)注。電動汽車被認(rèn)為是最具有潛力在將來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)的研究熱點之一。本文重點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)計及研制。論文首先研究了電動汽車鋰離子電池在不同快速充電方法下特性變化的問題,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。針對電動汽車電池電壓寬范圍的特點,給出了利用變壓器繞組切換的技術(shù)來改變輸出電壓范圍的控制策略;根據(jù)電動汽車的充電要求,研究了恒流恒壓充電的控制方法和反向放電的可行性;針對電網(wǎng)不平衡對快速充電機(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;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。通過仿真驗證了本文充電機(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)的驗證平臺,介紹了平臺的硬件參數(shù)選擇以及軟件控制程序的設(shè)計�；诖藢嶒炂脚_,對樣機(jī)的總體性能進(jìn)行了實驗驗證。實驗結(jié)果說明了本文的充電機(jī)方案可以實現(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)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：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 動力電池和電動汽車快速充電技術(shù)21-33
• 2.1 動力電池的種類和對比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 快速充電方法的對比研究26-32
• 2.4.1 對比方法分析26-28
• 2.4.2 實驗設(shè)計28-29
• 2.4.3 實驗結(jié)果及分析29-32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 第三章 電動汽車快速充電機(jī)的方案設(shè)計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38
• 3.2.4 直流側(cè)電容的設(shè)計38-40
• 3.3 方案的仿真驗證40-43
• 3.3.1 寬范圍電壓輸出仿真驗證40-42
• 3.3.2 雙向充放電仿真驗證42-43
• 3.4 本章小結(jié)43-44
• 第四章 電動汽車快速充電裝置控制策略及仿真驗證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證44-47
• 4.1.2 恒壓控制方法及仿真驗證47-49
• 4.2 雙向充電機(jī)的特殊問題49-56
• 4.2.1 變壓器繞組切換方法存在的問題49-50
• 4.2.2 電網(wǎng)不平衡的問題分析及解決方法50-56
• 4.3 本章小結(jié)56-58
• 第五章 50KW快速充電機(jī)實驗結(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59-60
• 5.2.1 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計59
• 5.2.2 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計59-60
• 5.3 實驗結(jié)果與分析60-65
• 5.3.1 啟動實驗61-62
• 5.3.2 穩(wěn)態(tài)實驗62-63
• 5.3.3 不平衡條件下的實驗63-64
• 5.3.4 充電策略切換實驗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73

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本文編號：592946