本文關(guān)鍵詞：大功率雙向電動汽車充電電源的研究

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【摘要】：隨著不可再生能源的逐漸減少以及霧霾天氣頻頻襲擾,具有高效、節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)的電動汽車引起了人們的廣泛關(guān)注。電動汽車充電站是電動汽車的能量補(bǔ)給中心,優(yōu)良的電動汽車充電設(shè)施,是電動汽車進(jìn)行商業(yè)化的前提和基石。在充電過程中,傳統(tǒng)電動汽車充電系統(tǒng)產(chǎn)生的大量非線性、沖擊性負(fù)荷會引起電能質(zhì)量的惡化,影響充電設(shè)備的正常運(yùn)行,針對傳統(tǒng)電動汽車充電電源的不足,本文研究了一種大功率、雙向、低諧波的電動汽車充電電源。本文主要從如下幾個方面對大功率雙向電動汽車充電電源進(jìn)行了研究：(1)首先對電動汽車充電技術(shù)和充電電源的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了介紹,并且總結(jié)了常用的均流控制技術(shù),然后分析和對比了不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的電動汽車充電電源,采用兩級式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)電動汽車充電電源存在著功率因數(shù)低、網(wǎng)側(cè)電流畸變率高,對電網(wǎng)的沖擊大等缺點(diǎn)。本文提出的一種兩級式大功率雙向電動汽車充電電源,主電路前級采用三相高效PWM變換器,后級采用帶隔離變壓器的雙向全橋DC/DC變換器結(jié)構(gòu),之后對充電電源的工作原理進(jìn)行了分析并建立了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。(2)對主電路進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)并對器件進(jìn)行了選型,研究了大功率雙向電動汽車充電電源的控制策略。電源前級變換器采用了復(fù)合電流無差拍控制,系統(tǒng)可以快速、無差的對輸出變化進(jìn)行控制。對后級雙向全橋DC/DC變換器提出了一種電壓電流雙閉環(huán)的控制方式,使充電電源的輸出電壓電流精度高,波動小。為驗(yàn)證本文提出的控制方法的可行性,搭建了電路仿真模型。針對充電站中充電電源多機(jī)并聯(lián)時出現(xiàn)的電流分配不均勻問題,在均流控制策略上本文提出了基于虛擬電阻的控制方法,最后通過仿真驗(yàn)證了電動汽車充電電源模塊并聯(lián)均流控制的正確性。(3)詳細(xì)論述了大功率雙向電動汽車充電電源控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì),最后搭建了實(shí)驗(yàn)樣機(jī),并在樣機(jī)上進(jìn)行了系統(tǒng)相關(guān)調(diào)試和實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明樣機(jī)性能參數(shù)均達(dá)到了電動汽車的充電技術(shù)要求,從而驗(yàn)證了本文研究的大功率雙向電動汽車充電電源拓?fù)浜涂刂撇呗缘目尚行浴ａ槍鹘y(tǒng)電動汽車充電電源諧波大和效率低等缺點(diǎn),本文所研究的大功率雙向電動汽車充電電源具有零污染,低紋波和高效率等特點(diǎn),并且在用電高峰時還能向電網(wǎng)回饋電能,提高了能量的利用率和電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
【關(guān)鍵詞】：電動汽車 充電電源 DC/DC變換器 并聯(lián)均流
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM46
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 背景和意義10-11
• 1.2 發(fā)展和研究現(xiàn)狀11-16
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容16-18
• 第2章 工作原理與數(shù)學(xué)模型18-35
• 2.1 主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其分析18-23
• 2.1.1 前級PWM變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)19-20
• 2.1.2 后級DC/DC變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)20-23
• 2.2 大功率雙向電動汽車充電電源的工作原理及其分析23-30
• 2.2.1 高電能質(zhì)量PWM變換器的工作原理及分析24-25
• 2.2.2 雙向全橋DC/DC變換器的工作原理及分析25-30
• 2.3 大功率雙向電動汽車充電電源的數(shù)學(xué)模型30-34
• 2.3.1 前級PWM變換器的數(shù)學(xué)模型30-32
• 2.3.2 后級變換器的等效數(shù)學(xué)模型32-34
• 2.4 本章小結(jié)34-35
• 第3章 主電路參數(shù)設(shè)計(jì)與控制策略及系統(tǒng)穩(wěn)定性分析35-56
• 3.1 主電路參數(shù)設(shè)計(jì)35-41
• 3.1.1 前級PWM變換器參數(shù)設(shè)計(jì)35-39
• 3.1.2 后級DC/DC變換器參數(shù)設(shè)計(jì)39-41
• 3.2 大功率雙向電動汽車充電電源的控制策略41-47
• 3.2.1 復(fù)合電流無差拍控制技術(shù)42-44
• 3.2.2 全橋DC/DC變換器雙閉環(huán)控制策略44-46
• 3.2.3 電池充電控制方法46-47
• 3.3 多機(jī)并聯(lián)輸出直流均流技術(shù)47-51
• 3.4 大功率雙向電動汽車充電電源控制系統(tǒng)穩(wěn)定性分析51-53
• 3.4.1 PWM變換器的控制系統(tǒng)穩(wěn)定性分析51-52
• 3.4.2 后級全橋DC/DC變換器的控制系統(tǒng)穩(wěn)定性分析52-53
• 3.5 實(shí)驗(yàn)仿真及其分析53-55
• 3.6 本章小結(jié)55-56
• 第4章 控制系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果56-73
• 4.1 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)56-62
• 4.1.1 信號采樣電路57-58
• 4.1.2 電源模塊58-59
• 4.1.3 PWM信號觸發(fā)電路59
• 4.1.4 保護(hù)電路59-60
• 4.1.5 通信接口電路設(shè)計(jì)60-62
• 4.2 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)62-70
• 4.2.1 三相PWM變換器控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)62-64
• 4.2.2 后級雙向DC/DC變換器控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)64-66
• 4.2.3 液晶顯示控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)66-70
• 4.3 實(shí)驗(yàn)調(diào)試與結(jié)果分析70-72
• 4.4 本章小結(jié)72-73
• 總結(jié)與展望73-75
• 參考文獻(xiàn)75-78
• 致謝78-79
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間獲得的研究成果79

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本文編號：916060