电动汽车充电电源并联均流技术的研究

发布时间：2017-05-04 08:04

  本文关键词：电动汽车充电电源并联均流技术的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 当今世界,环境污染严重,能源出现危机,使得电动汽车逐渐成为人们关注焦点。电动汽车作为节能、无污染的交通工具,在市场上具有很大的优越性。而电动汽车充电技术也在不断发展。电动汽车充电电源通常采用多个电源模块并联供电的方式来实现大功率的输出。由于工艺水平的限制及元器件特性差异等因素,如果将各个模块直接并联,很难保证各模块均匀分担负载电流。因此,在并联系统中必须采用均流技术来平衡负载电流分配。目前,充电电源普遍采用输出阻抗法,主从控制法等模拟控制技术来实现均流,这些技术具有技术成熟,价格低廉的优点。近年来,数字控制技术在大功率变换器中得到广泛应用。数字控制可以实现复杂的控制策略,具有更高的稳定性、可靠性和灵活性。 本文针对75kW电动汽车充电电源,对其均流技术进行了深入的研究设计。文章共分为五个部分：第一部分,总结了国内外常用的均流控制技术,其中包括输出阻抗法,主从控制法,平均电流法,最大电流法：第二部分,根据环卫车整车充电的技术指标要求,设计了充电电源的系统结构,并计算充电模块的主电路参数；第三部分,提出了模拟电流内环,数字电压外环的双闭环控制的均流方案,并对模拟电流内环的四个部分(电流控制器、电流检测电路、驱动电路和脉冲宽度调制器)和数字电压外环的五个部分(电压检测电路,A／D采样,电压控制器、CAN总线通讯和D／A转换)进行详细的分析设计；第四部分,在MATLAB/Simulink环境下对采用双闭环控制模式的充电电源在轻载,满载,负载突变,参考电压突变的不同状况下的均流效果进行仿真。第五部分,对充电电源在输出不同电流值条件下的均流效果进行了测试,实验结果表明：无论充电电源在轻载还是满载状况下,不平衡度CS%都小于5%,符合均流的设计要求,验证了并联均流方案的可行性。
【关键词】：充电电源 并联均流 模拟控制 数字控制
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：U469.72;TM910.6
【目录】：

• 致谢5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 引言11-19
• 1.1 研究背景和意义11-12
• 1.2 均流的衡量标准12
• 1.3 均流控制的一般原理12-14
• 1.4 均流技术的发展现状14-17
• 1.4.1 输出阻抗法14-15
• 1.4.2 主从控制法15
• 1.4.3 平均电流法15-16
• 1.4.4 最大电流法16-17
• 1.5 论文的主要研究工作17-19
• 1.5.1 电动汽车充电电源主电路参数设计17
• 1.5.2 电动汽车充电电源并联均流方案设计17-19
• 第二章 主电路参数设计19-29
• 2.1 系统设计要求19
• 2.2 系统结构19-21
• 2.3 电源模块主电路设计21-26
• 2.3.1 基本电量计算21
• 2.3.2 输入滤波电容C_1参数计算21-22
• 2.3.3 输入滤波电感L_1参数计算22
• 2.3.4 高频变压器T参数设计22-25
• 2.3.5 输出滤波电感L_2参数计算25
• 2.3.6 输出滤波电容C_2参数计算25
• 2.3.7 IGBT的选择25
• 2.3.8 隔直电容C_3的选取25-26
• 2.3.9 副边整流二极管的选取26
• 2.4 本章小结26-29
• 第三章 并联均流方案设计29-61
• 3.1 均流控制方案29-31
• 3.2 模拟电流内环设计31-45
• 3.2.1 电流控制器设计31-39
• 3.2.2 电流检测电路设计39-40
• 3.2.3 驱动电路设计40-42
• 3.2.4 脉冲宽度调制电路设计42-45
• 3.3 数字电压外环设计45-59
• 3.3.1 电压检测电路设计45-46
• 3.3.2 A/D采样模块46-47
• 3.3.3 电压控制器设计47-51
• 3.3.4 CAN总线通讯设计51-59
• 3.3.5 D/A转换模块59
• 3.4 本章小结59-61
• 第四章 均流效果仿真61-73
• 4.1 不加均流措施的Buck电路仿真61-63
• 4.2 采用主从控制法均流的Buck电路仿真63-65
• 4.3 双闭环控制模式的充电电源仿真65-71
• 4.3.1 轻载仿真66-67
• 4.3.2 满载仿真67-68
• 4.3.3 负载突变仿真68-70
• 4.3.4 参考电压突变仿真70-71
• 4.4 本章小结71-73
• 第五章 实验过程与实验结果73-83
• 5.1 实验过程73-76
• 5.1.1 控制板调试73-74
• 5.1.2 驱动板调试74-75
• 5.1.3 整机调试75
• 5.1.4 校准调试75-76
• 5.2 实验结果76-83
• 5.2.1 IGBT和整流二极管的电压波形76-77
• 5.2.2 充电电源输出电压波形77-78
• 5.2.3 均流效果测试78-83
• 第六章 结论83-84
• 参考文献84-86
• 作者简历86-88
• 学位论文数据集88

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本文编号：344673