高頻PFC車載充電機(jī)的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、當(dāng)今環(huán)境問題和能源問題日益突出，而電動汽車具有無污染，使用二次性清潔能源等特點，成為解決上述問題的有效途徑。但提供電動汽車動力來源的電池的充電技術(shù)一直制約著該行業(yè)的發(fā)展。目前國內(nèi)外發(fā)展較多的是二段式或者三段式的恒流恒壓充電方式，因此，設(shè)計符合電池充電曲線的車載充電機(jī)，能有效推動電動汽車行業(yè)的發(fā)展。本課題的目的是依據(jù)鋰電池的充電曲線，設(shè)計一款體積小、重量輕，額定功率為4KW，且具有較高功率因數(shù)和效率的車載充電機(jī)，并能通過電池管理系統(tǒng)實時監(jiān)

2、控電池的充電狀態(tài)。
　　車載充電機(jī)從本質(zhì)上講是一種高頻開關(guān)電源，本文從開關(guān)電源的設(shè)計原理出發(fā)，實現(xiàn)符合鋰電池充電曲線的高頻車載直流充電機(jī)，本課題所做的主要工作如下:
　　(1)根據(jù)充電機(jī)所需設(shè)計參數(shù)，確定了充電機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，采用分布式電源方式將4KW充電機(jī)設(shè)計為兩個2KW單體充電機(jī)的并聯(lián)，提出了單體設(shè)計中所包含的關(guān)鍵技術(shù)及解決思路，而對整機(jī)存在的均流問題，采用相應(yīng)的級聯(lián)技術(shù)解決。
　　(2)根據(jù)DCDC變換器的工作原理

3、，選定充電機(jī)主電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，然后設(shè)計與所選拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對應(yīng)高頻變壓器，以及所需的整流濾波等元器件，并增加“軟啟動”電路以提高充電機(jī)的安全性。
　　(3)仿真分析充電機(jī)控制系統(tǒng)中的PFC（功率因數(shù)校正）技術(shù)、軟開關(guān)技術(shù)等，以驗證各項技術(shù)電路設(shè)計的合理性，并作為該部分電路設(shè)計的參考依據(jù)。針對仿真結(jié)果中存在的問題，提出電路改進(jìn)的思路。通過對比分析多款PFC主控芯片和多款PWM主控芯片，詳細(xì)設(shè)計充電機(jī)控制系統(tǒng)電路。
　　(4)依據(jù)所選

4、定的MCU主控芯片，軟件編程設(shè)計實現(xiàn)與BMS(電池管理系統(tǒng))之間的CAN通信，充電機(jī)輸出的穩(wěn)定性與保護(hù)功能的完善性，以及不同充電曲線的繪制。
　　(5)完成了該車載充電機(jī)樣機(jī)，并通過一系列的實驗，測試該充電機(jī)各個模塊功能，單體充電機(jī)性能，以及整機(jī)性能。
　　結(jié)果表明，該充電機(jī)在額定功率下時輸出穩(wěn)定，工作效率超過90％，功率因數(shù)高達(dá)99.1％，兩臺單體充電機(jī)的不均流度低于5％，并能實現(xiàn)恒壓、恒流等不同的充電模式，符合本課題充電