电动汽车电池充电器的设计与研究

针对某型电动汽车的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。     

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.     

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。     

动态无线充电的软开关及控制策略研究

电动汽车动态无线充电技术,即在行驶路面间隔铺设一系列能量发射线圈,在电动汽车上安装能量接收线圈,对行驶中的汽车持续充电,从而增加电动汽车的续航里程。逆变器的软开关技术能够很大程度上减小系统损耗,对于动态无线充电系统而言,耦合系数的动态变化和次级后级DC/DC变换器均会对逆变器开关管的工作状态造成影响。分析了系统工作原理和逆变器软开关的实现条件。通过在次级后级DC/DC变换器采用双闭环控制策略,在提高动态无线充电系统输出功率和传输效率的基础上,保证初级逆变器工作于软开关状态。搭建了动态无线充电系统实物平台,验证了动态无线充电系统中的软开关及高输出功率和传输效率的特性。     

电动汽车接入电网技术的双向变流系统研究

目前,国内研制只具备充电功能的电动汽车充电装置,还不具备目前被广泛关注的向电网放电的功能。为实现电动汽车与电网之间的双向能量交换,研究了采用AC/DC双向变流和DC/DC双向变流的两级变流的拓扑结构,讨论了基于dq变换的空间矢量脉冲宽度调制（PWM）双闭环控制的AC/DC双向变流系统和采用电流滞环跟踪PWM调制技术控制的DC/DC双向变流系统,并通过Matlab仿真,验证了拓扑结构及控制策略的可行性。     

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。     

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.     

EV充电器中DC/DC变换器共模EMI研究与抑制

直流/直流(DC/DC)变换器是电动汽车(EV)充电器的重要组成器件,同时也是影响电动汽车充电器电磁环境的主要干扰源之一。针对充电器中DC/DC变换器产生的共模电磁干扰(EMI),基于电磁干扰源和干扰传播路径,提出一种带钳位二极管的电压互补性移相ZVS-DC/DC全桥变换器对变换器产生的共模电磁干扰进行抑制。首先对充电器中降压型DC/DC全桥变换器的工作原理和其中主要的EMI干扰源进行分析,其次对DC/DC变换器共模电磁干扰传播路径进行建模和理论推导,最后在Matlab软件上对产生的共模电磁干扰进行仿真分析。文中搭建了采取抑制方法后的变换器电路,并通过仿真验证该方法的可行性。对结果进行分析,该方法能有效的降低DC/DC变换器的共模电磁干扰,使电动汽车充电器的电磁兼容性得到了提高。     

一种大功率电动汽车充电机的设计

为了解决电动汽车充电站、路边充电桩、地下车库等场合对大功率电动汽车充电机的需求问题,设计了一种最大输出功率为5 kW、输出电压可调的智能型电动汽车充电机。该充电机整流部分采用三相Vienna整流,DC/DC直流变换电路采用三电平全桥直流变换器,并且根据每一部分的特点和需求设计了合适的控制策略。对充电机各项功能的实现作了分析并对系统参数进行了设计,做了相关试验。试验结果表明,所设计的充电机具有较好的运行性能,效率大于85%,功率因数达到了0.95。     

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。     

基于双三相PMSM集成车载充电器的研究

文中提出了一种采用九开关变换器和双三相PMSM的用于电动汽车集成车载充电器的新拓扑结构。与传统的充电器相比,明显优点在于装置开关数量的减少,并且可以通过相位移原理实现在充电模式中不产生转矩,因此电机保持静止状态。最后通过预测直接功率控制策略对所提出系统进行控制,并在Matlab/Simulink中仿真验证了所提出系统的可行性,证明其能够实现单位功率因数运行。     

电动汽车辅助动力系统双向DC/DC变流器控制

电动汽车在快速启动、加速、爬坡时,蓄电池需要大电流放电,而电动汽车制动、减速回收能量时会发生大电流快速充电。这些情况会对蓄电池造成伤害,减少蓄电池寿命。针对电动汽车动力系统的要求,应用超级电容和Bi-DC/DC变流器组成辅助动力系统,以弥补蓄电池的特性缺陷。设计了Bi-DC/DC的控制策略和模式切换策略,制作了5 kW电动汽车辅助动力系统Bi-DC/DC变流器样机,并进行了实验验证。     

电动汽车车载充电系统集成设计及模糊控制

为了满足车载充电系统小型、快速、智能化的要求,用Matlab模糊控制工具箱设计了基于模糊逻辑的电动汽车车载充电系统,提出了一种带模糊控制的脉冲充电法,电流可以很好地逼近蓄电池可接受充电电流曲线,减弱了蓄电池充电极化的影响。主电路采用隔离型DC/DC全桥高频变换器,减少了车载充电系统的体积;控制部分采用双输入单输出的模糊控制器,在充电过程中实时动态跟踪蓄电池可接受充电电流曲线,有效防止蓄电池过充和过热等问题,极大地提高充电效率。仿真结果表明,所设计的电动汽车车载充电系统能对整个充电过程进行最优控制,充电快速、效率高,完全满足充电系统的性能要求。     

电动汽车无线充电系统仿真与设计

针对现有有线充电方式的缺点,提出了电动汽车无线充电控制系统。采用耦合无线电能传输和三相交错式DC-DC变换器建立充电控制系统,在Pspice环境下分析了无线能量传输系统特性,在MATLAB/Simulink环境下对充电控制系统进行了仿真,搭建了DC/DC变换电路,实现了蓄电池充放电控制系统的双闭环PI控制。通过对蓄电池充电过程、放电过程和PI控制电路仿真实验,验证了PI控制策略和三相交错并联技术的可行性和优越性。实验结果表明,该充电方案具有易实现、充电快速的特点,使电动汽车蓄电池充放电过程更加的安全、稳定和高效。     

车载充电机系统的控制策略研究

设计了一款3.5 k W功率等级的车载充电机,其采用APFC+DC/DC拓扑设计,前级APFC采用交错并联boost功率因数校正电路,后级DC/DC采用全桥LLC谐振电路和传统的PID双闭环数字控制策略。为避免充电启动过程中充电电流的冲击和实现电压和电流的平滑切换,提出了软启动控制算法和平滑切换控制算法。     

具有V2G功能的电动汽车快速充放电方法

为充分发挥电动汽车的能量双向流动特性,提出一种具有V2G功能的电动汽车快速充放电方法。可逆充放电机主要包括可逆PWM整流器和双向DC/DC变换器。可逆PWM整流器采用前馈解耦的电压电流双闭环控制,并用LCL滤波代替L滤波,在保证相同滤波效果条件下,降低电感值并提高了系统的响应速度;双向DC/DC变换器采用电流闭环控制来有效控制充放电电流维持在恒定值,采用脉冲充电和恒流放电使电动汽车的充放电电流维持在35 A左右,实现快速充放电功能。仿真结果证明了所提方法的正确性和可行性。