高效雙向電動汽車充電機的研究.pdf

1、電動汽車作為一種高效、節(jié)能、零排放的交通工具，將成為未來城市的主導。而對電動汽車充電機的研究，將直接影響未來電動汽車的發(fā)展。電動汽車充電系統(tǒng)為動力蓄電池提供能量補給，是電動汽車產(chǎn)業(yè)的重要支撐系統(tǒng)，也是電動汽車商業(yè)化過程中的一個重要環(huán)節(jié)。由于充電設施中的非線性、沖擊性以及不對稱負荷所產(chǎn)生的諧波引起電能質(zhì)量指標惡化，干擾了電力設備及電氣負載的正常運行，所以本文研究了一種雙向、高功率因數(shù)、低諧波的電動汽車充電機。本文主要從以下幾個方面進行研究

2、:
　　(1)首先分析了傳統(tǒng)電動汽車充電機的拓撲結構和工作原理。傳統(tǒng)電動汽車充電機一般采用兩級式結構，即前級不可控整流電路和后級DC/DC變換器電路。由于這種充電機存在功率因數(shù)低、諧波含量高等問題，所以本文提出了一種高效雙向的電動汽車充電機拓撲結構，即前級采用三相PWM變換器電路與后級采用帶隔離半橋推挽DC/DC變換器電路，對其工作原理進行了詳細分析。
　　(2)通過分析電動汽車蓄電池充電特性，在常規(guī)充電和快速充電方式的基礎

3、上提出了一種多階段恒流充電方式。針對雙向電動汽車充電機的前級三相PWM變換器提出了一種功率前饋電流無差拍控制策略，實現(xiàn)了系統(tǒng)快速、無差跟蹤;針對后級DC/DC變換器提出了一種電壓電流雙閉環(huán)控制策略，實現(xiàn)了系統(tǒng)的高效充放電。通過仿真驗證了所提控制方法的正確性和有效性。文中還對所提控制策略進行了穩(wěn)定性分析，結果表明控制策略具有良好的穩(wěn)定性。
　　(3)簡單介紹了數(shù)字信號處理DSP工作原理與特點，并對事件管理器中的通用定時器、PWM信號

4、產(chǎn)生與捕獲單元進行了詳細說明。對電動汽車充電機的控制子系統(tǒng)進行了詳細闡述，其中包括過零中斷模塊、采樣與數(shù)據(jù)處理模塊、有功分量計算模塊、前級功率前饋電流無差拍控制模塊、后級電壓電流雙閉環(huán)控制模塊。為保證整個系統(tǒng)安全、可靠運行，采用了軟件保護子系統(tǒng)。
　　(4)為驗證本文所提出拓撲結構的實用性，研制了一臺額定功率為20kW的高效雙向電動汽車充電機，并詳細說明了裝置的主電路和控制電路設計方案。實驗結果表明本文研究的高效雙向電動汽車充電機