本文關(guān)鍵詞：電動汽車充電系統(tǒng)的研究與設(shè)計

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【摘要】：電動汽車因其節(jié)能環(huán)保的優(yōu)勢而具有很大的發(fā)展前景,其充電技術(shù)又是推動其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的重要因數(shù),因而論文對電動汽車充電系統(tǒng)進行了深入研究。論文首先闡述了電動汽車動力電池、充電技術(shù)、充電電源的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢。鋰電池因其容量高、重量輕、性能穩(wěn)定等優(yōu)點而最具應(yīng)用前景;常規(guī)恒流-恒壓充電方式因其簡單、易實現(xiàn)、對裝置要求較低等優(yōu)點而易于普及于停車場、家庭住宅區(qū),在未來形成“以充電樁為主,充電站為輔”的充電體系;充電電源更是向高頻、高集成度、智能化發(fā)展。為此,論文首先對磷酸鐵鋰電池進行了充電實驗,并建立了Thevenin電池等效電路模型。通過將實驗數(shù)據(jù)與理論分析相結(jié)合得到了電池在充電過程中充電電流、充電電壓與電池荷電狀態(tài)(state of charge:SOC)的關(guān)系,從而確定了恒流-恒壓充電方式的充電電流、最大充電電壓以及充電模式切換條件。為電池的安全充電提供了理論依據(jù),同時為充電電源的設(shè)計提供了合理的設(shè)計指標(biāo)。然后論文對充電電源的主功率電路進行了詳細研究和設(shè)計:采用全橋開關(guān)結(jié)構(gòu)使電路處于高頻工作環(huán)境,以提高充電電源的工作效率,減小開關(guān)損耗和電磁干擾(Electromagnetic Interference:EMI)噪聲;采用LLCC諧振濾除高次諧波和噪聲,減小電路輸出的總諧波失真,減小輸出電流電壓紋波;采用高頻耦合方式實現(xiàn)功率傳輸以減小外部摩擦,減小電氣損耗。論文還使用Matlab/Simulink對充電電源主功率電路進行了建模和仿真,驗證了開關(guān)管的零電壓開關(guān)(zero voltage switch:ZVS),輸出電壓實現(xiàn)300~500V可調(diào)且紋波小于4%。論文最后設(shè)計了主功率電路的采樣電路、功率管驅(qū)動電路和控制系統(tǒng)的電源電路,并針對主功率電路的功率特性,對各電路的實現(xiàn)進行了器件參數(shù)設(shè)計和選型。然后提出了使用TMS320F28335型DSP對主功率電路開關(guān)管進行電流電壓雙閉環(huán)PI控制,實現(xiàn)移相PWM波形的產(chǎn)生。
【關(guān)鍵詞】：SOC LLCC諧振 ZVS DSP
【學(xué)位授予單位】：貴州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U469.72;TM912
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 第一章 緒論7-14
• 1.1 研究背景與意義7
• 1.2 電動汽車動力電池的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢7-8
• 1.3 電動汽車充電技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢8-12
• 1.3.1 充電方式的的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢8-10
• 1.3.2 充電電源的的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢10-12
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容12-14
• 第二章 磷酸鐵鋰電池充電特性研究14-24
• 2.1 概述14
• 2.2 磷酸鐵鋰電池14
• 2.3 電池模型14-17
• 2.3.1 模型電路結(jié)構(gòu)分析15-16
• 2.3.2 Thevenin模型16-17
• 2.4 模型參數(shù)與SOC的關(guān)系17-20
• 2.4.1 Uoc與SOC的關(guān)系17-18
• 2.4.2 Rf、Rp、Cp與SOC的關(guān)系18-20
• 2.5 工作電壓u與SOC的關(guān)系20-22
• 2.6 充電方式及切換條件22-23
• 2.7 本章小結(jié)23-24
• 第三章 主功率電路24-48
• 3.1 概述24
• 3.2 輸入輸出指標(biāo)24-25
• 3.3 主功率電路結(jié)構(gòu)25-42
• 3.3.1 輸入整流濾波電路26-27
• 3.3.2 高頻開關(guān)電路部分27-33
• 3.3.3 LLCC濾波電路部分33-41
• 3.3.4 高頻傳輸整流濾波電路部分41-42
• 3.4 參數(shù)設(shè)計42-43
• 3.5 Simulink模型搭建與仿真43-47
• 3.5.1 Simulink模型43
• 3.5.2 仿真波形43-47
• 3.6 本章小結(jié)47-48
• 第四章 控制電路48-63
• 4.1 概述48
• 4.2 硬件電路設(shè)計48-58
• 4.2.1 MOS管驅(qū)動電路48-53
• 4.2.2 采樣和保護電路53-57
• 4.2.3 電源電路57-58
• 4.3 軟件設(shè)計58-62
• 4.3.1 數(shù)字PI算法及實現(xiàn)59-60
• 4.3.2 雙閉環(huán)控制模式60-61
• 4.3.3 移相控制PWM產(chǎn)生61-62
• 4.4 本章小結(jié)62-63
• 總結(jié)與展望63-65
• 致謝65-66
• 參考文獻66-69
• 附錄69-70

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