大功率电动汽车直流充电机设计电气工程专业论文.docxVIP

西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成 西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成 果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰 写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均己在文中作了明确说明。 本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。 论 作 学臣位期 姗纫锣 者U 磷年名三 均9 ＼夕旧 万方数据 西南交通大学硕士研究生学位论文 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1页 摘要 随着节能减排要求的日益迫切以及科学技术的不断发展，新能源替代传统化石燃 料能源成了整体趋势，特别其中是电动汽车产业的高速发展，带动了配套的充电系统 设备也将成为新能源产业在交通领域的基础位置。目前，国内外都在积极推进并开发 各种类型的电动汽车充电配套设备，从最初的小功率交流、直流充电机，到近年国内 外的充电设备以能够实现电动汽车快速充电的大、中功率直流充电机作为主流发展方 向，建设了不少大型充电站示范项目。本文将电动汽车大功率直流充电机作为主要研 究内容，完成了100kW直流充电机的开发。 直流充电机是电动汽车充电系统中的重要组成设备，其工作过程将电网能量通过 电力变换输送给电动汽车的电池系统。本文设计的直流充电机是一种实现AC／DC转换 的电源设备，具有功率密度高、效率高、结构紧凑、人机交互性强、人性化设计及实 时通信能力。本文详细介绍了直流充电机的设计开发过程，给出了充电机的系统功能 及主要参数，并对直流充电机的硬、软件进行了详细设计。硬件部分包含了功率模块 的电力电子拓扑结构、整流电路、IGBT模块及其驱动、高频变压器、隔直电容、高频 电感以及滤波电容的设计，涉及到的大功率整流及PFC技术、高频逆变控制技术、功 率模块元件设计选型、功率控制技术、并联均流技术等；软件设计则基于硬件回路、 控制回路以及信号通信的架构，详细介绍了功率模块的运行程序、管理模块运行程序、 数据采集与处理、故障处理、CAN通信等控制流程的主要步骤，直流充电机能够按照 控制策略执行并完成外部指令输入、故障判断、信息通信的功能。同时，本文在直流 充电机的安全性也进行了人身防护、设备防护以及电磁兼容性三个方面做了的防护性 设计，达到形成了产品化的开发目的。 本直流充电机在公司测试平台完成了全面性能测试，各项指标达到设计要求，并 满足了国内已出台的相关产品标准，并在德阳进行了样机的安装及测试，均满足使用 需求。 关键词：直流充电机；功率模块；控制策略； 万方数据 西南交通大学硕士研究生学位论文 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1I页 Abstract With the emergency of energy saving and emission reduction and the fast development of science and technology,there is an obvious tendency that new energy is replacing the traditional fossil fuel energy，especially in the fast developing industry of electric vehicles， which has placed matching charging system equipment the basic position of new energy industries in the area of transportation．Nowadays，all kinds of charging matching equipment have been developed both at home and abroad，starting from initial low-power AC／DC battery charger．However,recently quick charge of electric vehicles and high。power DC charger is the main stream of domestic and abroad charging equipment，and plenty of demonstration projects of large-scale charging stations have been made．This thesis mainly studies higll．power DC charger of elec