基于BMS的電力汽車充電器設(shè)計.pdf

1、由于電動汽車在能源、環(huán)保等方面的巨大優(yōu)勢,取代傳統(tǒng)燃油汽車已經(jīng)成為必然趨勢。動力電池作為電動汽車的關(guān)鍵部件,其性能和使用壽命直接關(guān)系到電動汽車的性能。一款高性能的動力電池充電器是保證電池性能、延長電池使用壽命的關(guān)鍵部件。
　　 本論文基于電動汽車電池管理系統(tǒng)(Battery Management System,BMS)的特點,設(shè)計了電動汽車動力電池充電器系統(tǒng)。該系統(tǒng)有如下優(yōu)點:因為BMS含有電池組信息,所以充電器無需采集電池組信

2、息,避免了電池組信息采樣電路；能根據(jù)電池組狀態(tài)及時調(diào)整充電器的輸出電壓或電流,達到較好的充電效果:在充電過程中,電池出現(xiàn)故障或者充電器出現(xiàn)故障時,可以立即對電池和充電器進行保護,提高了系統(tǒng)的可靠性和安全性；充電器可對不同類型電池進行充電,提升了充電器通用性。在此基礎(chǔ)上,以鉛酸動力電池為例,優(yōu)化了傳統(tǒng)動力電池的三段充電方式,并給出各個階段的判斷條件以及各個階段充電過程實現(xiàn)。
　　 本文根據(jù)充電器設(shè)計指標和BMS系統(tǒng)的充電控制要求,

3、完成了充電器設(shè)計。主要分為主電路設(shè)計和控制系統(tǒng)設(shè)計。電動汽車動力電池充電器主電路設(shè)計部分包括PFC電路設(shè)計和DC-DC電路設(shè)計。在PFC電路設(shè)計時,對電路拓撲和控制方法進行分析比較,選擇了平均電流控制Boost型PFC電路,設(shè)計了主電路和控制電路參數(shù),并對PFC控制電路參數(shù)進行優(yōu)化設(shè)計。DC-DC電路設(shè)計主要從拓撲選擇、電路參數(shù)選取、控制電路設(shè)計三個方面進行設(shè)計,重點介紹反饋補償電路的設(shè)計過程；考慮功率開關(guān)管導(dǎo)通電阻、變壓器損耗等實際因

4、素,推導(dǎo)出DC-DC全橋變換器的小信號模型,并在頻域分析的基礎(chǔ)上設(shè)計電壓補償網(wǎng)路、電流補償網(wǎng)絡(luò)。最后,分別利用SIMPLIS和SABER仿真軟件對所設(shè)計的PFC和DC-DC變換器進行了仿真驗證。電動汽車動力電池充電器控制系統(tǒng)設(shè)計主要有采樣電路設(shè)計、保護電路設(shè)計、MC[J電路設(shè)計等,其中采樣電路主要設(shè)計了輸出電壓電流采樣電路、輸入電壓采樣電路和溫度采樣電路,保護電路包括輸入過欠壓、輸出過壓、過流保護電路。該充電器控制系統(tǒng)具有功能齊全,安全