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电动汽车充电电源功率电路的研究与设计
| 论文题名： | 电动汽车充电电源功率电路的研究与设计 |
| 关键词： | 电动汽车;充电电源;充电桩;功率电路设计;损耗模型 |
| 摘要： | 汽车作为现代生活主要的交通工具，无论从能源角度还是环保角度，都必将不断从燃油时代向电力时代进军。根据中国汽车工业协会的报告，2016年，中国电动汽车销量达到50.7万辆，保有量接近100万辆。但是与此同时电动汽车充电桩的数量只有15万左右，接近1:7的桩车比例严重制约了电动汽车产业的发展。电动汽车充电电源作为充电桩的核心部分，研究其相关的技术和理论将会促进电动汽车产业快速发展。 电动汽车充电电源的本质就是一种整流器，可以在单相或者三相电网输入下实现在恒压、恒流两种模式下为电池充电。如何设计一款具有高功率因素和高功率密度的电源是电动汽车充电电源最大的挑战。因此，本文主要研究的就是基于高功率因素和高功率密度的充电电源功率电路的分析和设计。 首先，通过对电动汽车充电电源的研究现状分析，为了达到输出电压电流的隔离可控输出、高功率因素和高功率密度的要求，本文将电动汽车充电电源分为两个模块，第一个模块主要实现AC-DC整流，由于单相电网的输出功率不够高，采用三相电网输入是一个更好的选择，同时采用三相功率因素校正技术来实现对电网的功率因素校正。第二模块是DC-DC变换器，主要以高功率密度和低损耗为主要目标实现输出电压电流的隔离可控输出，为了实现高功率密度和低损耗，实现ZVS（Zero Voltage Switching）是合适的选择。其次，从两个模块的主拓扑着手，分析现有AC-DC主流拓扑和DC-DC主流拓扑，同时进行比较和研究，选择最优的主拓扑结构。再然后，为了实现这两个模块的主功率电路设计，利用数学模型的手段建立整个系统的损耗模型，利用所建立的损耗模型对功率电路的设计进行评估和优化，确立对于整个电源而言至关重要的参数，诸如开关频率、开关管的选择和控制的优化、磁性元件部分的设计和优化等。最后通过DSP2810并结合优化过后的系统功率电路设计实现一台7.5KW电动汽车充电电源样机。利用样机验证损耗模型的准确性和实用性，同时验证功率电路设计的可行性。 |
| 作者： | 郭健 |
| 专业： | 控制科学与工程 |
| 导师： | 白利兵 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 电子科技大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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