电动汽车充电的智能控制策略及系统集成设计研究

【摘要】随着能源与环境问题的日益突出，新能源汽车迎来了空前的发展机会，而电动汽车是一种非常理想的日常公共交通工具，电动汽车的应用有效地解决了能源和环境两大难题。电动汽车大范围推广应用后，存在着对电池包中电池模块充电的技术要求，因为车载充电系统很大程度上影响电动汽车的运行质量。目前电动汽车车载充电系统质量重、体积大、充电时间长、与整车运行不匹配。为了解决上述问题，本文设计了一种基于DSP的大功率小型快速智能化的车载充电系统。主要研究工作包括以下几个方面：（1）通过对常用车用动力电池的工作原理、特性以及快速充电理论——马斯三定律进行研究，并结合各种充电方法，提出了一种多阶段恒流充电与脉冲充电相结合的充电方法，同时采用综合充电终止综合控制法（以零电压降法为主，温度控制法与定时控制法作为辅），使得在充电过程中，实时动态跟踪蓄电池最大可接受充电电流曲线，有效防止蓄电池过充和过热等问题，极大提高充电效率。（2）设计了车载充电系统，由于车载充电系统输出功率较大，主电路采用隔离型DC/DC全桥高频变换电路，这种电路能实现ZVS移相控制,减少了功率开关管的开关损耗，有效降低了车载充电系统的体积和重量。根据车载充电系统的基本设计要求，对主电路参数进行了设计，并仿真验证了主电路设计的可行性。控制回路对DSP供电电源电路、IGBT功率管的驱动电路、充电电压、电流以及动力电池温度采集电路进行了详细设计。为了实现智能化控制，着重对充电模糊控制器进行设计研究,运用MATLAB中的FuzzyLogicToolbox工具箱设计了模糊推理系统，并搭建了车载充电控制系统仿真模型，以保证系统自动按照多阶段恒流充电与脉冲充电相结合的充电策略实现智能充电。（3）对车载充电系统的充电主程序及中断子程序进行了详细的分析研究，应用MATLAB/Simulink软件工具对整个充电过程建立了系统仿真模型，并对仿真结果做了详尽分析，结果表明采用模糊控制的电动汽车车载充电系统能对整个充电过程进行最优控制，充电快速、效率高，完全满足车载充电系统的性能要求。
【作者】文滨；
【导师】邓元望；
【作者基本信息】湖南大学，动力机械及工程，2013，硕士
【关键词】电动汽车；DC/DC全桥高频变换器；车载充电系统；模糊控制；脉冲充电；

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