本文關(guān)鍵詞：3.5kW的電動(dòng)汽車車載充電機(jī)的研究與電路設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： 車載充電機(jī) 交錯(cuò)并聯(lián) BoostPFC LLC 電流矢量

【摘要】：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人民生活水平的提高,機(jī)動(dòng)車輛的日益增長(zhǎng)的需求與環(huán)境問題矛盾越來越突出,電動(dòng)汽車的快速發(fā)展既能解決人民對(duì)交通便利的追求又不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染,從而得到國(guó)家的大力支持。動(dòng)力電池為電動(dòng)汽車提供動(dòng)力來源,電池技術(shù)是電動(dòng)汽車發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。車載充電機(jī)是給電池充電的設(shè)備,因此研究一款良好性能的車載充電機(jī)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。車載充電機(jī)是電動(dòng)汽車的動(dòng)力單元的重要組成部分,同時(shí)又是接入電網(wǎng)端的設(shè)備,總體上要求其具有體積小、效率高、功率因數(shù)高、諧波電流小及EMI干擾少的特點(diǎn)。目前電動(dòng)汽車動(dòng)力電池多種多樣,每類電池的充電參數(shù)特性也不一致,但電池系統(tǒng)充放電受控于對(duì)應(yīng)的電池管理單元(BMS)。因此車載充電機(jī)需要與BMS建立通訊,依照BMS給定指令給動(dòng)力電池進(jìn)行充電。本文依據(jù)相關(guān)國(guó)家電動(dòng)汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),在了解車載充電機(jī)的技術(shù)指標(biāo)和防護(hù)等級(jí)要求前提下,確定研發(fā)與設(shè)計(jì)一款輸入功率為3.5kW的車載充電機(jī)。對(duì)比不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn),設(shè)計(jì)車載充電機(jī)為兩級(jí)變換器并聯(lián)的框架結(jié)構(gòu)：前級(jí)為交錯(cuò)并聯(lián)Boost PFC結(jié)構(gòu),控制電路選用TI的UCC28070A芯片；后級(jí)為全橋LLC諧振變換器結(jié)構(gòu),采用數(shù)字控制方式,選用Infineon公司的汽車級(jí)Tricore單片機(jī)TC1724為主控芯片,實(shí)現(xiàn)車載充電機(jī)與BMS之間CAN通信。針對(duì)采用兩級(jí)APFC結(jié)構(gòu)的車載充電機(jī),本文提出了每部分的技術(shù)設(shè)計(jì)指標(biāo)。首先詳細(xì)分析了交錯(cuò)并聯(lián)Boost PFC電路的工作原理與工作特性,設(shè)計(jì)基于UCC28070A芯片控制的電路參數(shù),并利用仿真工具PSPISE驗(yàn)證參數(shù)的正確性。其次深入分析了LLC諧振變換器的工作原理,給出了變換器的頻域分析與時(shí)域分析,并且基于性能分析改進(jìn)了一種LLC諧振參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,即基于電流矢量模型法來設(shè)計(jì)LLC諧振變換器參數(shù)。仿真軟件SIMPLIS用于測(cè)試所設(shè)計(jì)的諧振變換器的主要參數(shù)。最后搭建了一臺(tái)3.5kW的車載充電機(jī)實(shí)驗(yàn)樣機(jī)。實(shí)驗(yàn)樣機(jī)測(cè)試結(jié)果顯示樣機(jī)功率因數(shù)、效率指標(biāo)等能滿足設(shè)計(jì)要求,證明了本方案具有可行性,為后面充電機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)優(yōu)化提供了理論和實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：車載充電機(jī) 交錯(cuò)并聯(lián) BoostPFC LLC 電流矢量
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U469.72
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-18
• 1.1 課題的研究背景及意義11-12
• 1.2 電動(dòng)汽車的相關(guān)技術(shù)12-16
• 1.2.1 充電設(shè)備分類12-13
• 1.2.2 充電技術(shù)分類13
• 1.2.3 常用動(dòng)力電池分類13-14
• 1.2.4 車載充電機(jī)14-16
• 1.3 本論文的研究?jī)?nèi)容16-18
• 第2章 車載充電機(jī)的整體電路方案18-27
• 2.1 車載充電機(jī)的基本技術(shù)指標(biāo)18
• 2.2 車載充電機(jī)的整體結(jié)構(gòu)18-19
• 2.3 拓?fù)浞桨?/span>19-25
• 2.3.1 前級(jí)功率因數(shù)校正電路21-23
• 2.3.2 后級(jí)DC/DC直流變換電路23-25
• 2.3.3 整機(jī)系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)25
• 2.4 本章小結(jié)25-27
• 第3章 交錯(cuò)并聯(lián)BOOSTPFC變換器設(shè)計(jì)27-47
• 3.1 單位功率因數(shù)APFC電路輸出電壓諧波分析27-29
• 3.2 CCM交錯(cuò)并聯(lián)BOOSTPFC特性分析29-35
• 3.2.1 工作狀態(tài)分析29-31
• 3.2.2 輸入電流紋波分析31-33
• 3.2.3 小信號(hào)模型分析33-35
• 3.3 電路詳細(xì)設(shè)計(jì)35-46
• 3.3.1 主電路參數(shù)設(shè)計(jì)36-38
• 3.3.2 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)38-39
• 3.3.3 控制電路設(shè)計(jì)39-44
• 3.3.4 仿真分析44-46
• 3.4 本章小結(jié)46-47
• 第4章 全橋LLC諧振變換器設(shè)計(jì)47-76
• 4.1 全橋LLC諧振變換器的工作原理47-51
• 4.1.1 f_m47-50
• 4.1.2 f_(sw)>f_r與f_(sw)=f_r時(shí)變換器工作分析50-51
• 4.2 全橋LLC諧振變換器特性分析51-63
• 4.2.1 頻域分析51-59
• 4.2.2 時(shí)域分析59-63
• 4.3 電路詳細(xì)設(shè)計(jì)63-74
• 4.3.1 變換器參數(shù)設(shè)計(jì)63-68
• 4.3.2 電路設(shè)計(jì)68-73
• 4.3.3 仿真分析73-74
• 4.4 本章小結(jié)74-76
• 第5章 損耗分析與實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析76-87
• 5.1 交錯(cuò)并聯(lián)PFC損耗分析76-78
• 5.2 全橋LLC諧振變換器損耗分析78-81
• 5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析81-86
• 5.3.1 交錯(cuò)并聯(lián)PFC實(shí)驗(yàn)結(jié)果81-84
• 5.3.2 全橋LLC諧振變換器實(shí)驗(yàn)結(jié)果84-86
• 5.4 本章小結(jié)86-87
• 總結(jié)與展望87-89
• 總結(jié)87
• 展望87-89
• 致謝89-90
• 參考文獻(xiàn)90-93
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文的論文及科研成果93

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中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 張華敏,戴永清;綠色環(huán)保直流充電機(jī)[J];繼電器;2002年09期

2 陳旭光;薛志成;;自制小型充電機(jī)的應(yīng)用[J];南方農(nóng)機(jī);2006年01期

3 ;河北凱翔新生產(chǎn)電動(dòng)客車充電機(jī)和電動(dòng)大巴充電機(jī)[J];電源技術(shù)應(yīng)用;2010年03期

4 葉健誠(chéng);桑林;李昱凌;張東亮;;電動(dòng)汽車非車載充電機(jī)諧波分析與仿真[J];電測(cè)與儀表;2011年09期

5 萬普鵬;王輝;杜志強(qiáng);蔡偉堅(jiān);鄒凌華;趙福全;;電動(dòng)車車載充電機(jī)布置位置探討[J];汽車與配件;2013年14期

6 張鼎銘;伊允林;;充電機(jī)誕生了[J];黃河建設(shè);1966年02期

7 曹景萬;自制可控硅充電機(jī)[J];勘探技術(shù);1978年04期

8 孫慶和;輕便小型可控硅充電機(jī)[J];汽車電器;1980年04期

9 李孟玉;;介紹一種實(shí)用充電機(jī)[J];現(xiàn)代化農(nóng)業(yè);1986年03期

10 ;自制充電機(jī)[J];山東農(nóng)機(jī)化;1998年05期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

1 丁心志;畢志周;曹敏;王恩;翟少磊;;電動(dòng)汽車非車載充電機(jī)技術(shù)分析與試驗(yàn)研究[A];2012年云南電力技術(shù)論壇論文集（文摘部分）[C];2012年

2 韓湘榮;;恒流恒壓全自動(dòng)控制充電機(jī)——電動(dòng)汽車充電直流電源[A];第六屆四川省博士專家論壇論文集[C];2012年

3 李向鋒;戴永軍;李洪;;大功率智能快速充電機(jī)[A];浙江省電源學(xué)會(huì)第十屆學(xué)術(shù)年會(huì)暨新能源開發(fā)與電力電子研討會(huì)論文集[C];2006年

4 朱殿軍;;直流系統(tǒng)充電機(jī)紋波系數(shù)超標(biāo)原因分析[A];全國(guó)火電200MW級(jí)機(jī)組技術(shù)協(xié)作會(huì)第25屆年會(huì)論文集[C];2007年

5 葉聿漳;;礦用隔爆型可控硅充電機(jī)的故障及檢修方法[A];2007年贛皖湘蘇閩五省煤炭學(xué)會(huì)聯(lián)合學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2007年

6 高飛燕;李蘭君;陽(yáng)武嬌;;基于模糊控制的IUIa特性智能充電機(jī)[A];第二十六屆中國(guó)控制會(huì)議論文集[C];2007年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 毛曉剛;自助手機(jī)充電機(jī)成了吞幣機(jī)[N];北京日?qǐng)?bào);2006年

2 合肥工大能源所 戰(zhàn)福忠;從恒流到恒壓自動(dòng)轉(zhuǎn)換的高性能充電機(jī)[N];電子報(bào);2000年

3 江西 陶波;艾默生(EMERSON)HD22010A-3型充電機(jī)電路分析與維修[N];電子報(bào);2012年

4 昆明 陳軍;KCJ-2型鉛酸蓄電池充電機(jī)的電路原理及使用[N];電子報(bào);2010年

5 本報(bào)記者 竇紅梅;本市最大電動(dòng)公交車充換電站正式投運(yùn)[N];北京日?qǐng)?bào);2013年

6 甘肅 王明忠;TLVI-50A型自動(dòng)脈沖快速充電機(jī)原理與維修[N];電子報(bào);2009年

7 黑龍江 粱顯達(dá);凱馳牌KTM-60型電動(dòng)車全智能充電機(jī)故障檢修[N];電子報(bào);2009年

8 記者 劉璐 通訊員 陳暉;“十二五”末全市擬建25個(gè)[N];南通日?qǐng)?bào);2013年

9 四川 余云龍;KGCF電瓶車充電機(jī)的修復(fù)[N];電子報(bào);2004年

10 湖北 李應(yīng)杰;62.4V/10A充電機(jī)原理剖析[N];電子報(bào);2001年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 牛利勇;純電動(dòng)公交充電系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];北京交通大學(xué);2009年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 陳華金;大功率充電機(jī)充電性能優(yōu)化策略研究[D];電子科技大學(xué);2011年

2 劉湘;純電動(dòng)汽車車載鋰電池充電機(jī)的研究[D];北京交通大學(xué);2015年

3 周賀;數(shù)字控制電動(dòng)汽車高性能車載充電機(jī)設(shè)計(jì)與研究[D];浙江大學(xué);2016年

4 王志惠;3.5kW的電動(dòng)汽車車載充電機(jī)的研究與電路設(shè)計(jì)[D];西南交通大學(xué);2016年

5 周金輝;帶負(fù)脈沖的電動(dòng)汽車鉛酸蓄電池充電機(jī)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];鄭州大學(xué);2016年

6 張宇;大功率電動(dòng)汽車直流充電機(jī)設(shè)計(jì)[D];西南交通大學(xué);2015年

7 謝富鴻;電動(dòng)汽車車載V2G充電機(jī)及其電磁兼容性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

8 屈曦頌;電動(dòng)汽車直流充電機(jī)在線檢定方案設(shè)計(jì)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

9 湯厚濤;DC/DC充電機(jī)功率損耗分析及電路設(shè)計(jì)[D];電子科技大學(xué);2016年

10 胡佳男;半橋三電平ZVS充電機(jī)及其并聯(lián)均流技術(shù)的研究[D];電子科技大學(xué);2016年

，

本文編號(hào)：823650