电动汽车车载充电器的研究

发布时间：2017-09-09 13:12

  本文关键词：电动汽车车载充电器的研究

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【摘要】：车载充电器是新能源电动汽车的重要组成部分,直接影响电动汽车的使用。传统的电动汽车车载充电器在充电时,负载呈非线性变化充电精度不高,导致充电过程中产生欠充、过充等问题。本文设计了一种模糊PI方法控制的两级变换结构车载充电器,达到了安全、稳定输出电压的目的。主要研究内容包括:(1)单级结构的电路各方面性能提升有限,而两级结构相较于单级结构,具有良好的电能质量和控制效果。由于车载充电器要求易于实现电能控制及提高功率因数,因此本文的车载充电器采用了前后两级结构。(2)在两级结构中,前级AC/DC变换器由专用芯片控制,后级间接直流变流电路由DSP芯片控制,并分别设计了其主电路及控制电路。后级采用数字化设计的方式,控制方法以模糊PI为主,最终实现了双闭环模糊PI的控制。(3)针对以往的控制参数不能良好匹配当前负载的问题,本文采用了一种模糊PI控制策略,通过实时调整比例和积分的系数,提高控制的稳定性及准确度。仿真实验以及样机测试结果表明,该控制方法与以往常规PI控制相比具有更小的超调量和稳态误差。在常温条件下,首先对样机各部分的基本功能进行了测试,样机在开环条件下能正常工作,然后分别对单闭环、双闭环常规PI和双闭环模糊PI的控制效果进行了对比。试验结果表明,双闭环模糊PI控制的稳态误差在0.01V、超调量在0.1%左右,达到了预期的效果。本文的研究思路,为新能源电动汽车车载充电器的研发提供了一定的参考。
【关键词】：车载充电器 间接直流变流电路 模糊PI控制
【学位授予单位】：湖南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 课题背景及意义9-10
• 1.2 电动汽车车载充电器研究现状10-12
• 1.2.1 车载充电器的主拓扑研究10-11
• 1.2.2 车载充电器的控制方法研究11-12
• 1.3 本文研究目的与意义12
• 1.4 本文主要研究内容与工作12-14
• 第二章 电动汽车车载充电器的拓扑及控制方法14-23
• 2.1 车载充电器性能标准14-15
• 2.2 车载充电器结构15-21
• 2.2.1 车载充电器的电能变换结构15
• 2.2.2 整体结构15-16
• 2.2.3 AC/DC变换器16-20
• 2.2.4 DC/DC变换器20-21
• 2.3 控制方法21
• 2.4 本章小结21-23
• 第三章 基于模糊PI控制的DC/DC电路研究与设计23-33
• 3.1 模糊PI控制与电动汽车车载充电器23
• 3.2 DC/DC变换器仿真建立23-25
• 3.3 模糊控制理论25-27
• 3.3.1 模糊控制器的设计步骤26
• 3.3.2 模糊自适应PI控制器的关键设计26-27
• 3.4 常规PI与模糊PI模型建立27-31
• 3.4.1 常规PI控制器模型27-28
• 3.4.2 模糊PI控制器模型28-31
• 3.5 仿真结果与分析31-32
• 3.5.1 常规PI控制器模型31
• 3.5.2 模糊自适应PI控制器模型31-32
• 3.6 本章小结32-33
• 第四章 硬件电路设计及测试33-53
• 4.1 前级AC/DC电路设计33-42
• 4.1.1 单周期控制PFC原理33-35
• 4.1.2 主电路设计35-37
• 4.1.3 控制电路设计37-42
• 4.2 后级DC/DC电路设计42-50
• 4.2.1 主拓扑电路设计42-44
• 4.2.2 驱动电路的设计44-45
• 4.2.3 电压采样电路设计45-48
• 4.2.4 电流采样电路设计48
• 4.2.5 软启动电路设计48-50
• 4.3 硬件模块测试50-52
• 4.3.1 后级DC/DC电路移相驱动脉冲50
• 4.3.2 逆变器输出电压50-51
• 4.3.3 变压器一次及二次侧电压51-52
• 4.4 本章小结52-53
• 第五章 控制程序设计及实验样机测试53-63
• 5.1 控制程序设计53-59
• 5.1.1 系统软件总体设计53-54
• 5.1.2 采样程序设计54-56
• 5.1.3 模糊PI与常规PI程序56-57
• 5.1.4 PWM程序57-58
• 5.1.5 软启动及保护程序58-59
• 5.2 样机基本功能测试59-62
• 5.2.1 AC/DC变换器样机测试60
• 5.2.2 DC/DC样机测试60-62
• 5.3 本章小结62-63
• 第六章 总结和展望63-65
• 6.1 总结63
• 6.2 展望63-65
• 参考文献65-68
• 攻读学位期间主要研究成果68-69
• 致谢69

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 王明霞;都洪基;;基于IR1150S芯片的Boost PFC变换器分析与设计[J];电源世界;2014年11期

2 刘春娜;;特斯拉汽车电池技术及策略[J];电源技术;2014年07期

3 杨伟欢;叶安丽;马鸿雁;;模糊控制在风力发电机组偏航控制系统中的应用[J];北京建筑工程学院学报;2011年03期

4 鲁莽;周小兵;张维;;国内外电动汽车充电设施发展状况研究[J];华中电力;2010年05期

5 吴亮亮;楼佩煌;孙勇;;基于TMS320F2812处理器的移相全桥开关的设计[J];电工电气;2009年07期

6 符晓玲;姜波;;基于DSP的数字PID控制器设计[J];现代电子技术;2007年07期

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本文编号：820630