电动汽车的直流快速充电ZVS控制研究

摘要

在能源危机与环境污染的双重压力下，零污染零排放高效节能的电动汽车备受青睐。发展电动汽车已然成为国家战略，其发展必须配备足量充电配套设施。目前常见的交流慢充已远远不能满足人们快捷高效的生活节奏，直流快速充电的深入研究应运而生。本文就直流快充电源模块的DC-DC移相全桥ZVS进行了较深入的研究。
　　本研究主要内容包括：⑴通过阅读大量的国内外相关文献和市场调研，了解了直流快充的研究热点，通过比较常见的DC-DC电路确定了主电路拓扑。论述了大功率直流充电技术中采用移相全桥ZVS软开关技术的必要性，且对该变换器的工作过程进行了详述分析。通过对直流快充原理及其充电方法进行比较分析，采取了稳定性能和动态性能更好的双闭环控制策略；并针对PI控制存在的不足，采取了改进型积分分离PI算法。⑵对主电路关键元器件进行了设计、计算与选型；设计了控制回路的硬件电路；给出了积分分离PI算法与移相全桥PWM的数字实现过程；以TMS320F28335为基础进行了软件设计。文章新颖点为在非理想条件下，引入建模精度更高的有效占空比表达式，采用状态空间平均法建立移相全桥ZVS的小信号模型；对建立的模型进行仿真，结果表明了建模方法的正确性。对双闭环DC-DC系统模型进行仿真，其结果表明实现了对ZVS的有效控制，输出量稳定平滑且快速性较好。最后搭建的实验平台结果表明实现了移相全桥ZVS，输出电压稳定平滑，控制、检测保护工作正常，为直流快速充电关键技术的进一步研究奠定了基础。

目录

第1章 绪 论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 电动汽车直流快速充电研究现状

1.3 常见的DC-DC电路拓扑简介

1.4 本文主要研究内容

第2章 基于软开关技术的直流快速充电理论研究

2.1 移相全桥ZVS变换器的工作原理

2.2 电动汽车动力蓄电池特性

2.3 DC-DC数字控制策略与控制算法

2.4 本章小结

第3章 电动车直流快速充电硬件实现

3.1 直流快速充电系统结构及其技术指标

3.2 主电路元器件参数计算及选型

3.3 基于TMS320F28335控制回路设计

3.4 本章小结

第4章 快速充电数字控制软件设计

4.1积分分离数字PI算法的实现

4.2 移相全桥PWM数字控制的实现

4.3 本章小结

第5章 建模仿真与实验结果分析

5.1 移相全桥ZVS变换器小信号建模

5.2 仿真模型的搭建与波形分析

5.3 实验测试与分析

5.4 本章小结

第6章 全文总结与展望

6.1 工作总结

6.2 工作展望

致谢

参考文献

附录A 参与科研与论文专利发表情况

附录B 图版

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