纯电动汽车双枪充电桩的研究与设计

【摘要】：随着近几年经济的飞速发展,我国机动汽车保有量不断攀升,石油消耗量也不断增加,由此而来的汽车尾气污染环境和汽油能源危机等问题日益严重,因此研究与设计一款具有高效率、高功率因数、低谐波等性能的充电桩有着非常重要的意义。本文利用VIENNA整流器的两个输出滤波电容自动均压的功能,在每个滤波电容后面接一个LLC变换器,从而得到两路互不干扰输出的“双枪”充电桩。充电桩的有源功率因数校正采用单周期控制的VIENNA整流器拓扑结构,以满足对输入电流谐波和输入功率因数的工业要求;DC-DC变换器部分采用LLC谐振变换器拓扑结构,采用峰值增益配置法优化设计参数,以达到对效率和输出电压稳压及纹波的要求。首先详细分析了VIENNA整流器的工作原理,以及在单周期控制下该整流器的自动均压功能,并进行小信号建模,设计了电压补偿器及关键参数,使得整流器能稳定可靠地工作。同时搭建了仿真模型,验证了本文设计的基于单周期控制的VIENNA整流器能够实现单位PFC功能,且输出电容电压自动平衡,直流输出电压稳定。然后详细分析了LLC谐振变换器的工作原理,分析了谐振腔参数对电路损耗的影响,肯定了谐振腔参数设计的重要性。并采用峰值增益配置法设计谐振腔参数,并通过仿真验证了参数设计的正确性和可行性。最后通过制作了样机,并通过样机测试,验证该方案的可行性,以及本文参数设计得可用性及可靠性。 【关键词】：双枪 单周控制 VIENNA整流器 LLC 峰值增益配置法
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM46;U491.8
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-19
• 1.1 引言10-11
• 1.1.1 背景和意义10
• 1.1.2 电池充电技术10-11
• 1.2 双枪充电桩整机设计11-18
• 1.2.1 三相整流器拓扑12-14
• 1.2.2 三相APFC方法14-17
• 1.2.3 DC/DC变换器拓扑17-18
• 1.3 本文内容安排18-19
• 第2章 充电桩VIENNA整流器分析19-38
• 2.1 VIENNA整流器工作原理19-27
• 2.1.1 三相四线制VIENNA整流器工作原理20-22
• 2.1.2 三相三线制VIENNA整流器工作原理22-27
• 2.2 单周期控制的VIENNA整流器27-32
• 2.2.1 单周期控制原理27-28
• 2.2.2 单周期控制方程推导28-32
• 2.3 输出电容自动均压原理分析32-34
• 2.4 系统关键参数设计34-37
• 2.4.1 交流侧输入电感的设计34-36
• 2.4.2 直流侧输出电容的设计36-37
• 2.5 本章小结37-38
• 第3章 充电桩VIENNA整流器设计及仿真38-47
• 3.1 整流器小信号模型建立38-40
• 3.2 整流器电压控制器设计40-44
• 3.3 整流器系统仿真44-45
• 3.3.1 开环仿真44-45
• 3.3.2 闭环仿真45
• 3.4 本章小结45-47
• 第4章 纯电动汽车双枪充电桩谐振变换器分析47-56
• 4.1 谐振变换器理论分析47-50
• 4.1.1 谐振变换器结构47
• 4.1.2 谐振变换器工作原理47-50
• 4.2 谐振腔参数设计50-52
• 4.3 LLC谐振变换器仿真52-55
• 4.4 本章小结55-56
• 第5章 纯电动汽车双枪充电桩输出测试及分析56-62
• 5.1 实验结果及分析56-61
• 5.2 实验总结61
• 5.3 本章小结61-62
• 第6章 总结与展望62-64
• 6.1 总结62
• 6.2 展望62-64
• 参考文献64-67
• 附录67-70
• 致谢70

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