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电动汽车智能充电机的研究与设计

王迎迎

  电动汽车是全部或部分的以电力作为驱动系统动力源的汽车,不存在燃油问题和汽车尾气排放问题,在环保、清洁、节能等方面占据着明显的优势,对它的研究与开发已经成为当今世界的热点。但目前对充电机等电动汽车能源供给系统的研究较少,有一些理论和技术问题还有待攻关,充电机的发展还不能满足电动汽车的要求,严重制约了电动汽车的发展和普及。 另外,当前新建充电站普遍实行无人值班或少人值守,这就要求充电机的可靠性及自动化程度更高,功能更加完善,能够具有较高的免维护性。 本文针对现有充电机的不足,对电动汽车用动力电池的充放电特性和快速充电技术进行了深入的研究,并在此基础上提出了一种带放电去极化的三段式可变脉冲充电方法,即第一阶段采用电流脉冲,按“正脉冲充电—停充—负脉冲瞬间放电—停充—再正脉冲充电”这种循环过程进行;第二阶段采取电压脉冲充电,继续上述循环过程;第三阶段采用小电流均衡充电。其中,去极化负脉冲的宽度,由控制器采集到的电池端电压、充电电流和电池温度等信息与预先所设定的值进行比较而确定以自适应各个时期的充电要求。并结合计算机技术、模糊控制技术、电力电子技术和“温度补偿”系数等,设计了一种通用型电动汽车智能充电机。 在充电机的设计中,采用了高频开关电源技术,主回路由三相整流电路、快速充电变换电路和滤波电路组成。控制电路以PIC16F877单片机为核心,通过与BMS通信,获取蓄电池的端电压、温度以及充电电流等状态信息,并采集充电机输出电压、电流数据,送入单片机进行分析和处理,通过模糊免疫自适应PID控制得到相应的控制信号,控制主回路开关(IGBT)的通断,从而实现蓄电池的智能充电;同时控制器对主回路各部分的电压和电流以及对IGBT和高频变压器的温度进行监测,建立了故障自诊断系统,对充电机起到很好的保护作用。在快速充电的控制技术的实现上,采用了时间控制、温度控制和等压差时间差控制相结合的综合控制方法,实现对蓄电池的快速、绿色充电。……   
[关键词]:电动汽车;充电机;脉冲充电;模糊免疫PID
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:郑州大学2011年