数字控制电动汽车高性能车载充电机设计与研究

发布时间：2020-07-04 18:10

【摘要】：随着能源和环境问题的日益严重,电动汽车发展十分迅猛,车载充电机作为电动汽车的重要组件,是当前研究的热点之一。开发具有高效率、高谐波抑制性能、高可靠性等特点的高性能车载充电机对电动汽车产业的健康发展具有重要意义。本文以3.3kW全数字控制车载充电机电气部分为主体展开设计和研究。首先,基于对现有方案和主要技术的调研,制定了主电路拓扑的优选方案：前级无桥Boost PFC变换器加后级变压器并串联型全桥LLC谐振式DC/DC变换器。第二章在简要分析了无桥Boost PFC变换器工作原理的基础上,给出了主电路关键参数的设计方法和设计结果,针对PFC电感,给出了实用的优化设计方法；对功率电路进行了全面细致的损耗分析,实验结果验证了理论分析的准确性；PFC电感电流较大时,电感表现出明显的非线性,电感非线性特性严重限制了电流内环带宽的提高并影响电流内环的稳定性,本文从理论上分析了影响机理和影响后果,并总结了PI补偿参数的优化设计考虑。针对宽电压范围输出、高功率密度的应用要求,本文在第三章提出了一种变压器原边并联副边串联的全桥LLC谐振式DC/DC变换器,详细分析了该电路的运行原理及电路特性,并对两变压器间功率自动均衡特性和软开关特性进行了单独的实验验证；针对宽输出电压的充电需求,提出了一种实用的谐振参数优化设计方法,建立了优化模型,并总结了一般性的设计步骤,仿真和实验结果验证了设计方法的有效性；给出了磁性元件等功率元件参数设计的一般方法和设计结果,并进行了损耗分析；设计了LLC电路闭环控制策略,驱动策略及软启动策略。最后,完成了实验样机的制作并详细分析了样机的测试结果,220Vac输入条件下,整机效率最高可达96%,满载效率高于95%。实验样机展示了高效率、高功率因数、宽输出电压等优异的性能,同时验证了本文设计的有效性。
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U469.72;TM910.6

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本文编号：2741411