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电动汽车用蓄电池改进型充电方法的研究
| 论文题名： | 电动汽车用蓄电池改进型充电方法的研究 |
| 关键词： | 电动汽车;蓄电池;快速充电;功率因数校正变换器;三相高频变压器 |
| 摘要： | 第一台电动汽车于19世纪中期发明。但是由于内燃机汽车有更高的汽油能量密度快速占据了市场的主导地位。然而，因为环境污染和能源危机问题越来越严重，近年来，电动汽车又赢得了市场并吸引了越来越多的注意力。 电动汽车的充电问题一直成为其发展和突破的瓶颈。针对电动汽车充电时间长、充电效率难以提高的状况，本文提出了一种电动汽车快速充电的改进型方法。这种方法目的在于改善电动汽车蓄电池充电效率低和损耗大等问题，利用改进的充电方法建立了一种新型的快速充电系统。该系统中的功率因数校正(PFC)变换器能够提高输入功率因数并减小谐波电流含量，而三相高频变压器不仅使充电过程变得安全可靠，同时它还具有体积小、效率高等优势。 在对快速充电系统的硬件设计做出改进的基础上，本文还提出了一种蓄电池荷电状态估测(SOC)的充电方法。SOC估测能够对蓄电池的充电状态做出实时监测、反馈、控制，对充电过程的顺利进行和充电效率提高有着重要的作用。电池的有效充电要求减少充电时间并防止发生过充，然而给电池充满电需要花费很长时间，所以本文给出了改进的恒流一恒压(CC-CV)快速充电方法，利用三相AC-DC升压整流器、改进型PFC变换器、三相高频隔离型变压器并结合SOC估测对电池充电。该方法减少了总充电时间，满足了电动汽车用电池的大功率强度。通过实验结果将此方法与传统的CC-CV法进行比较，从而验证了SOC的相对精确性和改进型充电方法的有效性。 文中引入一种多目标优化算法对充电系统的重要参数进行优化，以达到最优性能指标，根据优化结果为系统选择合适的器件。通过设计一个37kW的快速充电系统实验平台的仿真数据及实验结果验证了这种充电方法的有效性，表明充电系统的功率因数有所提高、谐波含量大大减少，而且变压器的重量减少到了常规变压器重量的1/7左右，总效率也超过了90％。 |
| 作者： | 杨梦勤 |
| 专业： | 控制理论与控制工程 |
| 导师： | 樊绍胜 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长沙理工大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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