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电动汽车车载充电机若干关键技术研究
| 论文题名： | 电动汽车车载充电机若干关键技术研究 |
| 关键词： | 电动汽车;车载充电机;变换器;拓扑结构 |
| 摘要： | 节能减排已成为全世界共同关注的焦点，而电动汽车由于兼具清洁环保的特征已成为新能源汽车的主要发展方向。电动汽车车载充电机作为当下电动汽车不可或缺的一个核心部件，其相关共性关键技术的研究对于电动汽车的发展具有重要意义。在两级级联架构的车载充电机结构中，针对前级PFC AC/DC变换器，传统PI双闭环控制器由于受到带宽与增益等限制，造成控制器动态性能与鲁棒性较差，因此，研究设计高性能的控制器成为急需解决的关键问题之一。此外，由于铝电解电容广泛应用于车载充电机变换器输出滤波电路中，而电解电容的的失效会导致充电机出现炸机等故障且寿命较低，极大的影响了系统的可靠性，故车载充电机的无电解电容化将成为研究热点。针对车载充电机后级DC/DC变换器，为了实现变换器的高效运行，已有研究并提出了多种改进拓扑结构，而对于改进的拓扑结构需要选用恰当的方法对变换器进行小信号建模分析研究，从而为控制器的匹配设计奠定基础。 论文采用集成功率解耦的PFC AC/DC变换器的一体化解决方案，通过建立PFC AC/DC变换器的超局部模型，匹配设计变换器的无模型功率控制器，旨在提高系统动静态特性的同时兼顾提升系统鲁棒性。在此基础上，变换器输出侧采用并联功率解耦电路的策略，使得采用性能优良的薄膜电容替代电解电容成为可能，通过设计改进比例谐振控制(Proportional resonant，PR)器控制解耦电路中的储能元件准确吸收变换器输出侧脉动功率，实现变换器功率解耦功能，旨在减小变换器输出电压纹波的同时兼顾系统可靠性的提升。通过Matlab/Simulink完成了系统仿真分析，验证了方案的可行性，制作了实验样机，并基于dSPACE快速控制原型开发平台完成了系统实验测试，验证了系统一体化解决策略的有效性。 最后，论文重点研究了车载充电机后级一种改进的移相全桥变换器的建模方法。针对电动汽车车载充电机后级传统移相全桥DC/DC变换器拓扑所存在的技术不足，建议并采用一种改进的移相全桥变换器拓扑，文中详细分析电路的工作过程并首次应用开关元件平均模型法完成了该电路工作于DCM下的小信号建模分析。利用Matlab/Simulink建立仿真模型，并采用电路扫频的方法证明了建模的有效性，旨在为其控制器的合理设计奠定研究基础。 |
| 作者： | 崔超 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 李红梅 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 合肥工业大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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