电动汽车充电电源的研究与设计

发布时间：2017-11-17 03:05

  本文关键词：电动汽车充电电源的研究与设计

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【摘要】：电动汽车是以动力电池为能源,被公认为是二十一世纪的绿色交通工具,然而动力电池充电时间长是电动汽车发展的一大瓶颈,因此对电动汽车的高效快速充电技术的研究,以克服动力电池充电时间长的问题,就成为电动汽车研究领域的重要方向之一,本文的主要内容就是研究电动汽车快速充电电源。给动力电池充电,目前使用的常规方法主要是恒流、恒流限压等,这些充电方法没有很好的符合动力电池的自身特性,导致充电效率低、充电时间长等,因此对动力电池的充电特性进行研究具有重要意义。本文将对快速充电理论基础、电动汽车动力电池的极化现象等进行分析研究,在此基础上确定论文采用变脉冲充电的充电方案。为电动汽车快速充电电源的设计提供充电波形的参考和依据。良好的充电主电路是快速充电的基础。本文先是对拓扑结构的选择确定进行了分析讨论,为了克服硬开关电路的缺点,电路中采用了软开关技术。针对长沙市公交系统汽车东站充电电源的指标要求,首先确定了开关器件的选择,然后对ZVZCS全桥变换器的工作模态进行了详细分析,完成了主要器件参数设计,并用MATLAB (Simulink)软件仿真验证了器件参数计算的合理性。本文在buck变换器等效模型的基础上,通过计算ZVZCS全桥变换器的变压器副边有效占空比,建立了ZVZCS全桥软开关变换器的小信号模型。并且针对脉冲充电过程中,由于电感和电容等非线性元件的存在,脉冲间歇动态响应效果不理想等问题,设计了基于模糊PID的电动汽车充电控制系统,以充电主电路的传递函数为被控对象进行了仿真。仿真结果表明：相对于经典的PID控制,模糊PID控制算法更能适应充电系统的要求。在上述分析研究的基础上,完成了以MSP430F149为核心的充电系统控制回路的硬件设计,包括最小系统、电流采样电路、电压采样电路、温度采样电路、移相PWM及IGBT驱动电路、保护电路、显示电路及供电电路的设计等。此外,对充电控制系统进行了软件设计,并给出了主要程序的设计流程图。
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U469.72
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本文编号：1194564