高效率電動汽車車載充電機研究.pdf

1、隨著能源危機的不斷加劇以及生態(tài)環(huán)境的不斷惡化，以混合動力汽車(HybridElectric Vehicles，HEVs)和純電動汽車(Battery Electric Vehicles，BEVs)為主的新能源汽車在越來越多的國家得到廣泛的推廣。與此同時，作為電動汽車核心充電設(shè)備的車載充電機也受到了越來越多的關(guān)注。研究一種高可靠性、高效率和高功率密度的車載充電機不但可以提高車載電池的壽命，還可以減少污染，節(jié)約能源，對推廣普及電動汽車有重要

2、的現(xiàn)實意義。
　　根據(jù)電動汽車充電機相關(guān)標準要求，本文研究的車載充電機采用了交錯并聯(lián)Boost功率因數(shù)校正電路(Power Factor Correction，PFC)和LLC諧振電路級聯(lián)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。前級Boost PFC采用交錯并聯(lián)結(jié)構(gòu)，一方面可以減小輸入電流高頻紋波，降低諧波畸變率，另一方面可以減小功率器件的電流應(yīng)力，方便開關(guān)管的選取;后級采用獨立控制的LLC電路結(jié)構(gòu)，不僅在全負載范圍內(nèi)實現(xiàn)原邊開關(guān)管的零電壓軟開通(Zero

3、VoltageSwitching，ZVS)，在工作頻率小于諧振頻率時實現(xiàn)副邊整流二極管的零電流關(guān)斷(ZeroCurrent Switch，ZCS)，還提高了對電池充電特性的適應(yīng)能力。
　　為提高效率和功率密度，對LLC電路設(shè)置了較高諧振開關(guān)頻率;為了避免模擬信號畸變失真、實現(xiàn)復(fù)雜的控制方法以及通信功能，本文設(shè)計的充電機前后級電路均采用了數(shù)字控制方式，使用數(shù)字信號處理器（Digital Signal Processor, DSP）。

4、電壓和電流信號通過調(diào)理電路采集進入數(shù)字控制芯片的AD采樣口，在數(shù)字控制芯片中進行PI運算，根據(jù)運算結(jié)果改變開關(guān)頻率，以滿足鋰電池在直流充電過程中不同的電壓電流要求。
　　針對LLC諧振變換器在低增益、輕載時增益曲線變緩，調(diào)頻幅度過大不能滿足鋰電池過放電后涓流充電的問題，本文研究了一種定頻變占空比控制策略。區(qū)別于LLC諧振變換器占空比固定為0.5，通過改變頻率來滿足不同輸出要求的傳統(tǒng)控制方式，變占空比控制策略，將不同的控制要求轉(zhuǎn)化為