本文關鍵詞：電動汽車充電電源的研究與設計

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【摘要】：電動汽車是以動力電池為能源,被公認為是二十一世紀的綠色交通工具,然而動力電池充電時間長是電動汽車發(fā)展的一大瓶頸,因此對電動汽車的高效快速充電技術的研究,以克服動力電池充電時間長的問題,就成為電動汽車研究領域的重要方向之一,本文的主要內(nèi)容就是研究電動汽車快速充電電源。給動力電池充電,目前使用的常規(guī)方法主要是恒流、恒流限壓等,這些充電方法沒有很好的符合動力電池的自身特性,導致充電效率低、充電時間長等,因此對動力電池的充電特性進行研究具有重要意義。本文將對快速充電理論基礎、電動汽車動力電池的極化現(xiàn)象等進行分析研究,在此基礎上確定論文采用變脈沖充電的充電方案。為電動汽車快速充電電源的設計提供充電波形的參考和依據(jù)。良好的充電主電路是快速充電的基礎。本文先是對拓撲結構的選擇確定進行了分析討論,為了克服硬開關電路的缺點,電路中采用了軟開關技術。針對長沙市公交系統(tǒng)汽車東站充電電源的指標要求,首先確定了開關器件的選擇,然后對ZVZCS全橋變換器的工作模態(tài)進行了詳細分析,完成了主要器件參數(shù)設計,并用MATLAB (Simulink)軟件仿真驗證了器件參數(shù)計算的合理性。本文在buck變換器等效模型的基礎上,通過計算ZVZCS全橋變換器的變壓器副邊有效占空比,建立了ZVZCS全橋軟開關變換器的小信號模型。并且針對脈沖充電過程中,由于電感和電容等非線性元件的存在,脈沖間歇動態(tài)響應效果不理想等問題,設計了基于模糊PID的電動汽車充電控制系統(tǒng),以充電主電路的傳遞函數(shù)為被控對象進行了仿真。仿真結果表明：相對于經(jīng)典的PID控制,模糊PID控制算法更能適應充電系統(tǒng)的要求。在上述分析研究的基礎上,完成了以MSP430F149為核心的充電系統(tǒng)控制回路的硬件設計,包括最小系統(tǒng)、電流采樣電路、電壓采樣電路、溫度采樣電路、移相PWM及IGBT驅(qū)動電路、保護電路、顯示電路及供電電路的設計等。此外,對充電控制系統(tǒng)進行了軟件設計,并給出了主要程序的設計流程圖。
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U469.72
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本文編號：1194564