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基于BMS的电力汽车充电器设计

基于BMS的电力汽车充电器设计

作     者:米长宝 

作者单位:西南交通大学 

作者专业:电力电子与电力传动

学位级别:硕士

导师姓名:%e8%ae%b8%e5%bb%ba%e5%b9%b3

授予年度:2011年

学科分类:0802[工学-机械学] 

主      题:电动汽车 动力电池 充电器 设计原理 

摘      要:由于电动汽车在能源、环保等方面的巨大优势,取代传统燃油汽车已经成为必然趋势。动力电池作为电动汽车的关键部件,其性能和使用寿命直接关系到电动汽车的性能。一款高性能的动力电池充电器是保证电池性能、延长电池使用寿命的关键部件。 本论文基于电动汽车电池管理系统(Battery Management System,BMS)的特点,设计了电动汽车动力电池充电器系统。该系统有如下优点:因为BMS含有电池组信息,所以充电器无需采集电池组信息,避免了电池组信息采样电路;能根据电池组状态及时调整充电器的输出电压或电流,达到较好的充电效果:在充电过程中,电池出现故障或者充电器出现故障时,可以立即对电池和充电器进行保护,提高了系统的可靠性和安全性;充电器可对不同类型电池进行充电,提升了充电器通用性。在此基础上,以铅酸动力电池为例,优化了传统动力电池的三段充电方式,并给出各个阶段的判断条件以及各个阶段充电过程实现。 本文根据充电器设计指标和BMS系统的充电控制要求,完成了充电器设计。主要分为主电路设计和控制系统设计。电动汽车动力电池充电器主电路设计部分包括PFC电路设计和DC-DC电路设计。在PFC电路设计时,对电路拓扑和控制方法进行分析比较,选择了平均电流控制Boost型PFC电路,设计了主电路和控制电路参数,并对PFC控制电路参数进行优化设计。DC-DC电路设计主要从拓扑选择、电路参数选取、控制电路设计三个方面进行设计,重点介绍反馈补偿电路的设计过程;考虑功率开关管导通电阻、变压器损耗等实际因素,推导出DC-DC全桥变换器的小信号模型,并在频域分析的基础上设计电压补偿网路、电流补偿网络。最后,分别利用SIMPLIS和SABER仿真软件对所设计的PFC和DC-DC变换器进行了仿真验证。电动汽车动

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