雙向單級式車載充電系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)及控制策略研究.pdf

1、雙向單級式充電系統(tǒng)可與電網(wǎng)實現(xiàn)能量的雙向流動，其結(jié)構(gòu)簡單、元器件數(shù)量較少、元件損耗也相對較小，適用于受體積、重量、成本限制，且對功率密度、效率要求較高的車載充電系統(tǒng)，但其直流側(cè)固有的二次紋波將導(dǎo)致電池過熱、縮短電池使用壽命。因此，研究具有紋波抑制功能的單級式車載充電系統(tǒng)，對車載充電系統(tǒng)具有重要意義。
　　首先針對單級式車載充電系統(tǒng)功率雙向流動的需求，選擇雙向AC/DC變換器作為單級式車載充電系統(tǒng)的主拓撲。在此基礎(chǔ)上，分析了單級式車

2、載充電系統(tǒng)的工作原理，并建立其數(shù)學(xué)模型。為實現(xiàn)電動汽車與電網(wǎng)之間的能量互動，探討了充電系統(tǒng)AC/DC變換器的控制策略。
　　針對單相單級式車載充電系統(tǒng)AC/DC變換器直流側(cè)固有的二次紋波問題，對直流側(cè)二次脈動功率解耦技術(shù)展開了研究。詳細分析了直流側(cè)二次紋波的產(chǎn)生機理及其對系統(tǒng)的影響，分析了各種類型解耦電路的優(yōu)缺點，在此基礎(chǔ)上，選擇半橋有源解耦（APD）電路作為單級式車載充電系統(tǒng)的紋波處理模塊。由于電解電容容值的離散性，必然導(dǎo)致半橋

3、APD電路電容橋臂上下橋臂容值不等，造成半橋APD電路不對稱。針對這一情況，分析了電容橋臂不對稱時半橋 APD電路的工作原理，通過仿真研究了半橋 APD電路電容不對稱對系統(tǒng)的影響，即在吸收二次紋波的同時產(chǎn)生一次紋波，并對產(chǎn)生一次紋波的成因進行了深入分析。在此基礎(chǔ)上，針對電容參數(shù)不對稱導(dǎo)致的一次紋波，提出了改進控制策略。針對現(xiàn)有半橋APD電路參數(shù)設(shè)計方法未考慮半橋電容與半橋電感參數(shù)的配合，進一步研究了半橋APD電路參數(shù)設(shè)計方法。