电动汽车电池充电器的设计与研究

电动汽车产业的快速发展,促进了智能快速的动力电池充电技术研究。针对某型电动汽车,6节12V/120AH串联的动力铅酸电池组,设计了电动汽车充电器。充电器采用两级拓扑,前级功率因数校正,后级半桥DC/DC,具有功率因数高,效率好,性能安全的优点。基于NEC78F0881单片机实现充电功能控制,采用了慢脉冲快速充电方法,达到了快速充电的效果并使蓄电池析气量少、温升低、充电效率高,延长了电池寿命。     

双向高效高功率因数电动汽车充电机研究

电动汽车作为一种高效、节能、零排放的交通工具,将成为未来城市的主导。而对充电机的研究,将直接影响未来电动汽车的发展。针对传统电动汽车充电机的结构,提出了一种高效且高功率因数、低谐波含量、能量双向流动的充电机结构。该结构前级采用三相电压型PWM整流器,后级DC/DC变换电路采用电流可逆斩波电路。针对前级,推导了一种功率前馈的无差拍控制,该方法实现了系统的快速、无差整流。针对后级,提出了一种基于马斯定律的自适应多阶段恒流充电控制,能够有效地延长蓄电池的使用寿命和缩短充电时间。最后通过仿真与实验验证了所提结构与方法能够实现充电机的双向高效、高功率因数、低谐波功能。     

电动车用智能型快速充电器的研制

基于PIC单片机和DC／DC功率变换器,研制成功地智能控制型快速充电器。对新的充电方案作了阐述,设计了充电器的硬件电路和控制软件。该充电器成本低。经用户试用和测量,充电效果良好,充电方案新颖,对提高蓄电池的使用具有重要的意义。     

基于电动汽车充电的一种改进型快速充电方法

提出了一种电动汽车快速充电的改进型方法。针对电动汽车蓄电池充电效率低和损耗大等问题,建立了一种新型的快速充电系统。该系统中的功率因数校正(PFC)变换器能够提高输入功率因数并减小谐波电流含量;而三相高频变压器使充电过程变得安全可靠,同时具有体积小、效率高等优势。引入一种多目标优化算法对充电系统的重要指标进行优化并为系统选择合适的器件。通过37 kW实验平台的仿真与实验,验证了该充电方法的有效性,结果表明充电器中变压器重量降至常规变压器重量的1/7左右,总效率也超过了90%。     

电动汽车集成车载大功率充电器的研究

将电动汽车的电机驱动系统重构成蓄电池充电系统,能够省去车载充电器,同时实现大功率快速充电。研究了一种基于12/10极电励磁双凸极电机(DSEM)的集成化充电系统。驱动模式时,采用前级DC/DC变换器与后级逆变器级联的方式驱动电机;充电模式时,该电机的三相电枢绕组作为三相桥式整流器的三个电感,励磁绕组作为前级DC/DC变换器中的滤波电感,由于该电机各绕组自感较大且保持恒定,易于实现小电流纹波充电,且电机在充电模式下仅产生微小脉动转矩,充电效率相对较高。针对所提系统,搭建了基于ANSYS和MATLAB软件的电机本体有限元模型和变换器模型,采用了正弦脉宽调制(SPWM)和空间矢量脉宽调制(SVPWM)两种控制方式,对比分析了充电模式下的电流、电压等特性,验证了该集成化拓扑结构的可行性。     

电动汽车传导式充电机关键技术

电动汽车战略性新兴产业是中国汽车技术全面追赶发达国家的契机.充电机是电动汽车的一个重要组成部分,其中,先进的DC/DC功率变换技术、高功率因数校正(PFC)与谐波抑制技术、高密度磁集成技术、模块间并联均流控制技术、快速充电技术以及充电机与电池管理系统(BMS)之间的通讯等技术是电动汽车充电设备提高变换效率、功率密度以及动态性能,减小体积和重量,改善电磁兼容性的关键技术.     

电动汽车的铅酸蓄电池快速脉冲充电系统

在分析脉冲充电理论的基础上,采用脉宽调制技术,设计了电动汽车用铅酸蓄电池快速充电器。实验表明:与传统的恒流-恒压充电技术比较,脉冲充电技术具有充电时间短,充电效率高的优点。因此在电动汽车中采用脉冲充电方式能有效缓解铅酸蓄电池的极化现象,从而达到良好的充电效果。     

电动汽车车载智能快速充电器的研究与设计

为满足电动汽车蓄电池无损伤快速充电的需求,提出将大功率开关电源变换技术应用于智能充电器.结合实际充电要求,给出了电动汽车车载充电系统的总体方案,并就方案中涉及到的大功率充电电源拓扑的选择,控制电路设计及保护电路设计做了具体介绍.实验结果表明该充电电源可以在短时间内实现对动力蓄电池的无损伤充电,满足快速充电的要求.文章所研究的车载智能充电器为新型电动汽车提供了一种可靠有效的充电设备,具有很强的应用价值.     

基于新型四开关逆变器的集成式电动汽车充电器

对基于新型四开关逆变器的集成式电动汽车充电器进行研究。这种充电器通过重复利用逆变器、电机绕组、传感器以及控制和驱动电路,大幅降低了电机驱动和电池充电系统的成本、重量和体积。在分析集成式充电器的运行原理,并提出了其运行于电力拖动模式和电池充电模式时所采用的调制和控制策略,并在此基础上搭建了仿真模型。仿真结果表明,当这种集成式充电器运行于电力拖动模式时能够在电机绕组上产生正弦电流,使电机正常旋转;当其运行于电池充电模式时,能对电池进行充电,输入功率因数接近于1,输入电流谐波含量较低。     

基于功率因数校正的蓄电池全自动充电器

传统的基于有源功率因数校正(APFC)的开关电源采用两套控制电路和两级DC/DC变换电路,增加了电路复杂程度及成本。随着PFC/PWM两级复合控制芯片的产生,这一缺陷可以得到大大改善;本文基于PFC/PWM两级复合控制芯片ML4803,研制开发了一种新型的基于APFC的蓄电池充电器,给出了充电器的性能指标,证实了该复合控制的可行性和实用性。     

Application of Improved Bridgeless Power Factor Correction Based on One-cycle Control in Electric Vehicle Charging System

In view of high power factor and high efficiency requirements in electric vehicle charging systems, an improved bridgeless power factor correction based on one-cycle control in the pre-regulator is proposed in this article. First, the working principle of a boost power factor correction converter and a one-cycle control strategy are analyzed. Second, a simulation model is built by MATLAB/Simulink (The MathWorks, Natick, Massachusetts, USA), and an experimental plant is developed by electron devices. Finally, simulation and experiment results show that the power factor of the front-end circuit in charging system amounts to more than 0.99, and the total harmonic distortion of current is less than 4%. The efficiency is greatly improved, and pre-stabilized output voltage is achieved. The proposed topology can facilitate the design of the DC/DC circuit in the final stage.     

电动汽车充电站对电网谐波影响分析

介绍了电动汽车充电站对电网电能质量的影响及充电站GTBC-500200直流充电机采用BMS(电池管理系统)充电方式.分析了充电站充电过程电压、电流谐波变化.提出了充电站治理谐波措施及通过采用APF-100有源滤波装置,可实现降低电压、电流谐波畸变率目的.     

电动汽车用电驱重构型充电系统及其关键技术综述

电动汽车用电驱重构型充电(EDRC)系统是一类将电机绕组重构成滤波电感或储能电感,电驱逆变器重构成整流或直流变换装置并共用电驱控制器及传感器单元的新型充电系统拓扑结构。电动汽车用EDRC系统具有模块集成度和能源存储空间高、充电模式和控制方式多样、控制灵活、冗余性和可靠性高等优异特性,在大功率、快速充电场合具有广阔的应用前景。对电动汽车用三相交流接口结构型式EDRC系统在国内外的研究和发展现状进行了分析和总结,介绍了EDRC系统的多种拓扑结构及其特点,对系统的控制技术进行了全面综述,并分析了EDRC系统绕组通电对电机电磁性能的影响,最后对EDRC系统的未来研究与发展进行了展望。     

一种新型双管正激软开关DC/DC变换器研究

讨论了一种新型双管正激软开关DC/DC变换电路拓扑.由于它采用了新颖的双管正激软开关技术,在不使用辅助开关管的情况下,实现了开关管的零电压开通和关断,并成功研制出48V/10A的实用小功率DC/DC通信电源模块.该电路结构简单,成本低,工作频率高,效率高,因此具有较高的实用价值.     

不间断供电高功率因数集成AC/DC变换器研究

提出了一种集功率因数校正、不间断供电、输出直流电压调节与稳定于一体的AC/DC变换器,分析研究了这种变换器的稳态原理及关键电路参数设计准则。试验结果表明,这种变换器具有电路拓扑简单、功率密度高、变换效率高、功率因数高、不间断供电、成本低等优点。     

一种新型机车充电电源的研究与设计

讨论了一种新型的机车充电电源,该电源采用一种简单的零电压零电流开关(ZVZCS)全桥DC/DC拓扑结构,通过移相控制,在很宽的负载变化范围内实现了软开关,系统工作效率较高。从理论上详细分析了该电源的基本工作原理,并对电路的有关参数设计给予了说明,最后给出了仿真波形和10kW样机的实验波形。     

下垂式控制技术在微电网中的应用

储能变流器是微电网与蓄电池组之间的连接设备,功能为实现能量的双向交换。所研发储能变流器可以实现多组电池的独立控制、系统容量的灵活配置以及电池组的灵活投切,结构设计采用多级型拓扑,包含15个并联的半桥型非隔离双向DC/DC变换器,控制策略设计为并网变流器采用SVPWM控制技术,DC/DC变换器根据设计环境设计改进下垂控制策略。所设计大功率储能变流器产品已完成相关下垂控制充/放电和满功率并网试验,充/放电电流准确跟踪指令电流并网效率超过95%,验证了设计的合理性和有效性。     

基于混合控制式交错并联LLC谐振变换器的充电模块研制

为了解决当前电动汽车充电模块效率低、功率小的缺点,提出了一种基于混合控制式交错并联LLC谐振技术的非车载式电动汽车充电模块整体设计方案。所述方案输入侧为VIENNA电路,输出侧为交错并联LLC谐振DC/DC变换器。采用交错并联技术减小输出电流纹波,提高充电模块输出功率的同时,采用移相变频混合控制策略,使得谐振变换器工作在较窄的频率范围之内,因此降低了磁性元器件设计难度,提高了充电模块的转换效率以及功率密度。给出了充电模块整体电路拓扑设计、各模块工作原理以及控制策略,研制了20kW原理样机,与纯变频式交错并联LLC谐振变换器充电模块的对比分析验证了所述方法的可行性。     

基于电动汽车V2G的柔性直流供电系统灵活资源调控策略研究

为了提高清洁能源消纳率,降低碳排放量,给出一种柔性交直流供电系统拓扑,该拓扑通过直流母线实现光伏发电、储能及电动汽车充放电的能量交互,通过双向AC/DC设备实现交直流系统能量互动.为保证该系统的安全、稳定、经济运行,提出一种多时间尺度调度控制策略,包含毫秒级、秒级到分钟级、小时级到日等不同时间尺度.策略结合储能、光伏发...     

寄生电容对串联谐振电容器充电电源特性的影响

软开关串联谐振电容器拓扑因其在较宽的电压范围内具有平均充电电流恒定和抗短路能力强的特点而用于对高压电容器充电。但开关频率固定的串联谐振充电电源的恒流特性因直流母线电压的波动和高压变压器以及整流单元的分布电容的影响，其充电电流并不是恒流。该文分析了理想和实际的串联谐振充电电源的充电电流特性。提出了采用图表法对串联谐振电源进行参数设计和调试，克服了以往高压脉冲电源设计和调试时的盲目性，具有重要的工程实用价值。