高效率電動(dòng)汽車車載充電機(jī)研究.pdf

1、隨著能源危機(jī)的不斷加劇以及生態(tài)環(huán)境的不斷惡化，以混合動(dòng)力汽車(HybridElectric Vehicles，HEVs)和純電動(dòng)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(shí)，作為電動(dòng)汽車核心充電設(shè)備的車載充電機(jī)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(jī)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(duì)推廣普及電動(dòng)汽車有重要

2、的現(xiàn)實(shí)意義。
　　根據(jù)電動(dòng)汽車充電機(jī)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，本文研究的車載充電機(jī)采用了交錯(cuò)并聯(lián)Boost功率因數(shù)校正電路(Power Factor Correction，PFC)和LLC諧振電路級(jí)聯(lián)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。前級(jí)Boost PFC采用交錯(cuò)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(jí)采用獨(dú)立控制的LLC電路結(jié)構(gòu)，不僅在全負(fù)載范圍內(nèi)實(shí)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(shí)實(shí)現(xiàn)副邊整流二極管的零電流關(guān)斷(ZeroCurrent Switch，ZCS)，還提高了對(duì)電池充電特性的適應(yīng)能力。
　　為提高效率和功率密度，對(duì)LLC電路設(shè)置了較高諧振開關(guān)頻率;為了避免模擬信號(hào)畸變失真、實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制方法以及通信功能，本文設(shè)計(jì)的充電機(jī)前后級(jí)電路均采用了數(shù)字控制方式，使用數(shù)字信號(hào)處理器（Digital Signal Processor, DSP）。

4、電壓和電流信號(hào)通過調(diào)理電路采集進(jìn)入數(shù)字控制芯片的AD采樣口，在數(shù)字控制芯片中進(jìn)行PI運(yùn)算，根據(jù)運(yùn)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(duì)LLC諧振變換器在低增益、輕載時(shí)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