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原文传递电动汽车充电电源的研究与设计

论文题名：	电动汽车充电电源的研究与设计
关键词：	电动汽车;充电电源;参数设计;变脉冲充电;软开关技术
摘要：	电动汽车是以动力电池为能源，被公认为是二十一世纪的绿色交通工具，然而动力电池充电时间长是电动汽车发展的一大瓶颈，因此对电动汽车的高效快速充电技术的研究，以克服动力电池充电时间长的问题，就成为电动汽车研究领域的重要方向之一，本文的主要内容就是研究电动汽车快速充电电源。　　给动力电池充电，目前使用的常规方法主要是恒流、恒流限压等，这些充电方法没有很好的符合动力电池的自身特性，导致充电效率低、充电时间长等，因此对动力电池的充电特性进行研究具有重要意义。本文将对快速充电理论基础、电动汽车动力电池的极化现象等进行分析研究，在此基础上确定论文采用变脉冲充电的充电方案。为电动汽车快速充电电源的设计提供充电波形的参考和依据。　　良好的充电主电路是快速充电的基础。本文先是对拓扑结构的选择确定进行了分析讨论，为了克服硬开关电路的缺点，电路中采用了软开关技术。针对长沙市公交系统汽车东站充电电源的指标要求，首先确定了开关器件的选择，然后对ZVZCS全桥变换器的工作模态进行了详细分析，完成了主要器件参数设计，并用MATLAB(Simulink)软件仿真验证了器件参数计算的合理性。　　本文在buck变换器等效模型的基础上，通过计算ZVZCS全桥变换器的变压器副边有效占空比，建立了ZVZCS全桥软开关变换器的小信号模型。并且针对脉冲充电过程中，由于电感和电容等非线性元件的存在，脉冲间歇动态响应效果不理想等问题，设计了基于模糊PID的电动汽车充电控制系统，以充电主电路的传递函数为被控对象进行了仿真。仿真结果表明:相对于经典的PID控制，模糊PID控制算法更能适应充电系统的要求。　　在上述分析研究的基础上，完成了以MSP430F149为核心的充电系统控制回路的硬件设计，包括最小系统、电流采样电路、电压采样电路、温度采样电路、移相PWM及IGBT驱动电路、保护电路、显示电路及供电电路的设计等。此外，对充电控制系统进行了软件设计，并给出了主要程序的设计流程图。
作者：	刘杰
专业：	仪器仪表工程
导师：	朱志杰;李斌
授予学位：	硕士
授予学位单位：	湖南大学
学位年度：	2016
正文语种：	中文