电动汽车锂离子蓄电池充电器的研究与实现-交通信息工程及控制专业论文.docxVIP

且4 7与 论文题目  示刀汽 管闲专业 、 )，1)..2 0立 D8l}0 2C) 11 J 附声日 本人郑重声明:所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究 工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的 地方外，论文中不包含其他人已经发表和撰写的研究成果，也不包含 为获得华东交通大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明 确的说明并表示了谢意。 本人签名 日期知!呼例σ日 本人完全了解华东交通大学有关保留、使用学位论文的规定，即:学 校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅。学校可以公 布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存 论文。 必威体育官网网址的论文在解密后遵守此规定，无必威体育官网网址内容。 ? 本人签名 导师签名 日期 摘要 摘要 I I 电动汽车锂离子蓄电池充电器的研究与实现 摘要 随着经济的发展，能源资源紧张、环境污染严重也随之而来，如何能够利用绿色资 源减少环境污染成为人们首先考虑的目标[1]，为了减少石油等不可再生资源的消耗，低 能耗的电动汽车成为最为广泛推广的交通工具[2]，这就带动了电动汽车在汽车行业的发 展，其中，蓄电池的充电技术是影响电动汽车发展的关键技术，这就加快人们对蓄电池 快速充电技术的研究。锂离子蓄电池因其在相同电能容量的情况下质量密度小、使用循 环寿命长等特点[3]，而被逐渐应用于电动汽车领域。其中，在蓄电池充电技术的研究方 面，如何缩短蓄电池的充电时间、提高充电效率和延长蓄电池的使用寿命成为了蓄电池 充电技术领域最为关注的课题。 首先，本文对蓄电池充电技术国内外的发展现状进行了简单叙述，还详细介绍了蓄 电池的充电定律——马斯三大定律[4]和蓄电池最佳充电电流曲线，还对多种常用蓄电池 的结构特性进行分析，选择锂离子蓄电池作为电动汽车的车载电池，针对锂离子蓄电池 特性及多种常用充电方法对比，采用脉冲式快速充电方法作为锂离子蓄电池最佳充电方 法[5]。这种充电方法能够缩短锂离子蓄电池的充电时间，提高对电网电能的利用率[6]。 再次，本文所设计的充电器样机主要包括充电主电路、采样电路和控制电路三个部 分。其中，主电路的拓扑结构选用具有双向能量流动的双向全桥 DC-DC 变换器，提高 了整个系统工作效率[7]。主电路还包括功率因数校正电路和输出滤波电路。控制电路采 用了 TI 公司生产的型号为 TMS320F2812 的 DSP 控制芯片，该芯片对充电主电路进行 控制，控制充电主电路中电流的方向，完成蓄电池充电。本文对几种常用控制算法进行 分析，提出本文采用的控制算法——滞环 PID 控制。同时，本文还设计了蓄电池组端电 压检测电路、蓄电池的输入电流检测电路和蓄电池组温度检测电路和 MOSFET 驱动保 护电路，来提高充电器的可靠性及安全性。 最后，通过 MATLAB/Simulink 仿真软件对主电路以及所选择的充电控制算法进行 仿真研究，并给出了多种控制算法的仿真波形。并设计了 10 节蓄电池充电样机，利用 DSP 芯片控制驱动开关管，获得样机实验波形并对数据进行分析，以此来验证所设计的 充电器能够满足锂离子蓄电池快速充电的要求。 关键词：双向全桥 DC-DC 变换器，脉冲式充电，锂离子蓄电池，TMS320F2812，滞环 PID 控制算法 Ab Abstract II II RESEARCH AND IMPLEMENTATION OF CHARGER FOR LITHIUM-ION BATTERY OF ELECTRIC VEHICLE ABSTRACT With the economic development and the reduction of energy and resource, problems of environmental pollution also appear in recent years, how to reduce resource consumption by using the green resource becomes the first consideration. In order to reduce consumption of oil and other non-renewable resource, low-power electric vehicles become the most widely promoted transport vehicle, which promote the development of electric vehicles. But the most important issue affect