电动汽车车载充电机系统设计

摘要

多年来，汽车行业带来了环境污染、资源消耗等很难解决的问题，如果持续发展，可以想象其后果之严重。对此，国家致力于大力发展新能源的汽车，而纯电动汽车就是发展方向之一。纯电动汽车零排放、低消耗，符合当代汽车行业发展的需求。电动汽车的能量来源为动力电池，本文选择动力电池中性能较优越的锂电池;锂电池的能量来源有非车载充电机和车载充电机两种。
　　本文以国家科技部863项目中的电动汽车充电设备电气检测技术及标准研究为背景，针对目前所常见的车载充电设备对电能的损耗和充电标准未能规范化的问题，以提高充电机的充电性能为目的，设计了一款新型的车载充电机系统。
　　本文的控制对象是95节10Ah的锂电池串联而成的锂电池组，充电方法为三段式充电。系统主电路的输入为220V的交流市电，经过AC-DC，DC-DC的电压变换之后，主电路输出0～400V可调的直流电压。DC-DC变换器采用ZVS软开关控制，提高了系统的转换效率。控制电路是以DSPTMS320F812为控制器的电流环和电压环，实现主电路输出电压和电流的可调。在整个充电过程中，电池管理系统(BMS)对锂电池组的充电参数进行采样，判断锂电池组所处的充电阶段，进而通过CAN通信控制充电机主电路输出电压和电流的大小，最终确保了充电期间的控制精度，也保证了系统的安全性。在确定了系统主控电路的拓扑结构之后，首先完成了对系统主控电路中元器件参数值的计算，然后通过MATLAB仿真分析，验证了主控电路的正确性、同时也确定了各元器件的选型，进而完成了基于DSPTMS320F2812的软硬件设计。最终完成了车载充电机系统的设计，且在转换效率和控制精度等方面达到了高性能指标。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究目的及意义

1．2 国内外研究现状

1．3 充电机系统设计所存在的问题

1．4 本文主要内容及其结构的介绍

第二章 锂电池充电方法的介绍及充电机系统的设计

2．1 锂电池充电方法的分析

2．2 充电机系统设计

2．2．1 电动汽车车载充电机系统的结构

2．2．2 变换器拓扑结构的选择

2．2．3 直流输出可调控制策略的研究与实现

2．2．4 车载充电机与BMS之间CAN通信的研究与设计

2．3 本章小结

第三章 主电路元器件参数的计算

3．1 输入整流电路的设计

3．2 输入滤波电路的设计

3．3 高频变压器的设计

3．4 功率器件的选择

3．5 隔直电容的选取

3．6 谐振电感的设计

3．7 输出整流电路的设计

3．8 输出滤波电路的设计

3．9 本章小结

第四章 车载充电机系统的simulink仿真

4．1 恒流充电的控制

4．2 恒压充电的控制

4．3 三段式充电的控制

4．4 ZVS的实现

4．5 本章小结

第五章 车载充电机系统的软硬件设计

5．1 系统的硬件设计

5．1．1 TMS320F2812的最小系统

5．1．2 复位电路的设计

5．1．3 最小系统的电源设计

5．1．4 电流、电压检测电路的设计

5．1．5 IGBT驱动保护电路的设计

5．1．6 保护电路的设计

5．2 系统的软件设计

5．2．1 启动程序

5．2．2 充电程序的设计

5．3 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 工作总结

6．2 后期展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢

附录