【摘 要】
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当今世界经济的发展伴随着化石能源日益枯竭、环境严重污染等问题,这些问题使得传统的汽车行业面临着新的发展方向。电动汽车由于具有零污染的特点,符合现代社会倡导的低碳出行的生活理念,其发展速度也越来越快。电动汽车使用动力电池作为动力来源,车载充电机可以为动力电池提供能量补给。充电技术被认为是电动汽车行业发展的关键技术,因此,研究与设计一款高性能的车载充电机不仅可以提高动力电池的性能与寿命,也对电动汽车的
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当今世界经济的发展伴随着化石能源日益枯竭、环境严重污染等问题,这些问题使得传统的汽车行业面临着新的发展方向。电动汽车由于具有零污染的特点,符合现代社会倡导的低碳出行的生活理念,其发展速度也越来越快。电动汽车使用动力电池作为动力来源,车载充电机可以为动力电池提供能量补给。充电技术被认为是电动汽车行业发展的关键技术,因此,研究与设计一款高性能的车载充电机不仅可以提高动力电池的性能与寿命,也对电动汽车的普及有着重要的现实意义。在调研了车载充电机的相关技术指标后,本文确定设计一款6.6kW功率等级的车载充电机。车载充电机的输入端与电网直接连接,为了能满足对输入电流谐波、功率因数、输出电压范围等性能的要求,设计的充电机采用两级功率变换结构。前级采用三相交错并联Boost功率因数校正电路,提高充电机的功率因数,减少使用过程中对电网的污染。控制回路设计基于平均电流控制,采用电压外环和电流内环的双闭环控制策略。后级采用全桥LLC谐振变换器拓扑结构,满足对宽范围输出电压和低输出电压纹波等的要求。并通过两相LLC变换器并联解决在大功率应用中面临的高导通损耗,提升了最大带载能力及效率。LLC控制回路设计基于PFM控制策略,引入电流环与电压环双环竞争,通过比较电压环和电流环开关频率,控制恒压或恒流输出,以满足动力电池在不同的充电阶段对电流、电压的要求。本论文详细分析了前级交错并联Boost功率因数校正电路和后级全桥LLC谐振变换器的工作原理及特性,给出了主电路的设计参数,并设计了前后级控制器,接着在MATLAB/Simulink环境中,对本文设计的车载充电机在不同的工况下进行仿真。仿真结果验证了主电路参数理论计算的正确性,完成了相关设计要求。图[91]表[6]参[63]
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