本文關(guān)鍵詞：大功率電動(dòng)汽車直流充電機(jī)設(shè)計(jì)

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【摘要】：隨著節(jié)能減排要求的日益迫切以及科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,新能源替代傳統(tǒng)化石燃料能源成了整體趨勢,特別其中是電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展,帶動(dòng)了配套的充電系統(tǒng)設(shè)備也將成為新能源產(chǎn)業(yè)在交通領(lǐng)域的基礎(chǔ)位置。目前,國內(nèi)外都在積極推進(jìn)并開發(fā)各種類型的電動(dòng)汽車充電配套設(shè)備,從最初的小功率交流、直流充電機(jī),到近年國內(nèi)外的充電設(shè)備以能夠?qū)崿F(xiàn)電動(dòng)汽車快速充電的大、中功率直流充電機(jī)作為主流發(fā)展方向,建設(shè)了不少大型充電站示范項(xiàng)目。本文將電動(dòng)汽車大功率直流充電機(jī)作為主要研究內(nèi)容,完成了100kW直流充電機(jī)的開發(fā)。直流充電機(jī)是電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)中的重要組成設(shè)備,其工作過程將電網(wǎng)能量通過電力變換輸送給電動(dòng)汽車的電池系統(tǒng)。本文設(shè)計(jì)的直流充電機(jī)是一種實(shí)現(xiàn)AC/DC轉(zhuǎn)換的電源設(shè)備,具有功率密度高、效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、人機(jī)交互性強(qiáng)、人性化設(shè)計(jì)及實(shí)時(shí)通信能力。本文詳細(xì)介紹了直流充電機(jī)的設(shè)計(jì)開發(fā)過程,給出了充電機(jī)的系統(tǒng)功能及主要參數(shù),并對直流充電機(jī)的硬、軟件進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)。硬件部分包含了功率模塊的電力電子拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、整流電路、IGBT模塊及其驅(qū)動(dòng)、高頻變壓器、隔直電容、高頻電感以及濾波電容的設(shè)計(jì),涉及到的大功率整流及PFC技術(shù)、高頻逆變控制技術(shù)、功率模塊元件設(shè)計(jì)選型、功率控制技術(shù)、并聯(lián)均流技術(shù)等；軟件設(shè)計(jì)則基于硬件回路、控制回路以及信號通信的架構(gòu),詳細(xì)介紹了功率模塊的運(yùn)行程序、管理模塊運(yùn)行程序、數(shù)據(jù)采集與處理、故障處理、CAN通信等控制流程的主要步驟,直流充電機(jī)能夠按照控制策略執(zhí)行并完成外部指令輸入、故障判斷、信息通信的功能。同時(shí),本文在直流充電機(jī)的安全性也進(jìn)行了人身防護(hù)、設(shè)備防護(hù)以及電磁兼容性三個(gè)方面做了的防護(hù)性設(shè)計(jì),達(dá)到形成了產(chǎn)品化的開發(fā)目的。本直流充電機(jī)在公司測試平臺完成了全面性能測試,各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求,并滿足了國內(nèi)已出臺的相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),并在德陽進(jìn)行了樣機(jī)的安裝及測試,均滿足使用需求。
【關(guān)鍵詞】：直流充電機(jī) 功率模塊 控制策略
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM910.6
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-16
• 1.1 電動(dòng)汽車充電機(jī)的介紹以及課題的提出12
• 1.2 電動(dòng)汽車充電機(jī)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.3 研究的目的和意義15-16
• 第2章 大功率直流充電機(jī)系統(tǒng)方案16-20
• 2.1 大功率直流充電機(jī)主要功能16-18
• 2.1.1 充電功能16-17
• 2.1.2 充電模式設(shè)定17
• 2.1.3 人機(jī)交互功能17
• 2.1.4 計(jì)量計(jì)費(fèi)功能17
• 2.1.5 故障保護(hù)功能17
• 2.1.6 數(shù)據(jù)通信功能17
• 2.1.7 擴(kuò)展功能17-18
• 2.2 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)18
• 2.3 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)18-19
• 2.4 系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù)19-20
• 第3章 直流充電機(jī)的硬件設(shè)計(jì)20-40
• 3.1 功率部分充電模塊設(shè)計(jì)20-31
• 3.1.1 全橋式變換拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)21-22
• 3.1.2 前級整流濾波電路22-24
• 3.1.3 IGBT驅(qū)動(dòng)模塊24-25
• 3.1.4 IGBT驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)25-28
• 3.1.5 高頻變壓器設(shè)計(jì)28-29
• 3.1.6 隔直電容選取29
• 3.1.7 副邊整流二極管選擇29-30
• 3.1.8 輸出高頻電感設(shè)計(jì)30
• 3.1.9 輸出濾波電容設(shè)計(jì)30-31
• 3.2 充電機(jī)控制電路31-38
• 3.2.1 MCU系統(tǒng)32-33
• 3.2.2 PI調(diào)節(jié)器33
• 3.2.3 PWM波電路33-34
• 3.2.4 驅(qū)動(dòng)電路34-35
• 3.2.5 電源模塊35-36
• 3.2.6 檢測電路36-38
• 3.3 CAN總線38-40
• 3.3.1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)38-39
• 3.3.2 物理層設(shè)計(jì)39-40
• 第4章 控制策略及通信協(xié)議設(shè)計(jì)40-63
• 4.1 主控制流程設(shè)計(jì)40-53
• 4.1.1 功率模塊程序流程41-43
• 4.1.2 管理模塊程序流程43-47
• 4.1.3 充電機(jī)終端程序流程47-53
• 4.2 數(shù)據(jù)采集與處理53
• 4.3 充電控制策略53-54
• 4.4 故障處理子程序54-55
• 4.5 并聯(lián)均流55-58
• 4.6 CAN通信58-60
• 4.7 計(jì)量計(jì)費(fèi)流程60-63
• 4.7.1 電網(wǎng)測量60
• 4.7.2 人機(jī)交互60-61
• 4.7.3 信息打印通信61
• 4.7.4 刷卡計(jì)費(fèi)系統(tǒng)61-63
• 第5章 安全保護(hù)設(shè)計(jì)63-69
• 5.1 人身安全保護(hù)63-64
• 5.1.1 直接接觸防護(hù)63
• 5.1.2 間接接觸防護(hù)63-64
• 5.1.3 必備的附加保護(hù)措施64
• 5.2 設(shè)備保護(hù)64-67
• 5.2.1 光耦隔離64-65
• 5.2.2 過溫、過流、過壓保護(hù)65-67
• 5.2.3 其他保護(hù)67
• 5.3 電磁兼容設(shè)計(jì)67-69
• 5.3.1 減少來自電源的干擾67-68
• 5.3.2 硬件電路的抗干擾68-69
• 第6章 樣機(jī)研制及測試69-77
• 6.1 樣機(jī)研制69-71
• 6.2 樣機(jī)測試71-77
• 6.2.1 試驗(yàn)環(huán)境搭建71-73
• 6.2.2 測試結(jié)果73-77
• 結(jié)論77-79
• 致謝79-80
• 參考文獻(xiàn)80-84
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文84

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