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电动汽车智能充电系统研究

作　者: 江秀道
导　师: 黄菊花
学　校: 南昌大学
专　业: 车辆工程
关键词: 电动汽车 智能充电 磷酸铁锂电池 IGBT
分类号: U469.72
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


当今世界面临着的能源危机和环境污染两大难题都与汽车的使用相关,要保持汽车行业的可持续发展,发展零排放的电动汽车势在必行。磷酸铁锂电池由于其安全、环保、性能稳定及经济的优点越来越多的应用于电动汽车动力系统中,但磷酸铁锂电池的智能、安全充电是电动汽车能够推广应用的前提,因此本文对磷酸铁锂电池智能充电系统进行了研究,其主要研究内容和创新点如下：本文首先进行了智能充电系统总体方案设计,确定了充电系统的设计参数、全桥变换电路的功率模型及PWM开关状态控制电路,在分析了常用充电方法的基础上根据磷酸铁锂电池的相关特性提出了四阶段智能充电法；其次进行了硬件设计,包括抑制电磁干扰的滤波电路、IGBT驱动电路、高频变压器、输入输出滤波电路、单片机控制回路、辅助电源及智能逻辑判断电路的设计,软件上为设计的四阶段智能充电法编制了相应的程序,并进行了软件调试与测试；最后对开发的磷酸铁锂电池智能充电系统进行了充电实验,结果表明：所设计的智能充电系统硬件部分能正常工作,充电过程可按所设计的四阶段智能充电法预定流程自动进行,为后续对磷酸铁锂电池智能充电系统研制提供了参考。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-8
第1章 诸论  8-18
  1.1 研究背景  8-9
  1.2 国内外发展状况  9-12
    1.2.1 国外电动汽车充电设施发展状况  9-11
    1.2.2 国内电动汽车充电设施发展状况  11
    1.2.3 电动汽车充电需求分析  11-12
  1.3 蓄电池相关知识介绍  12-14
  1.4 充电技术介绍  14-17
    1.4.1 充电电源的发展介绍  14-16
    1.4.2 充电方法介绍  16-17
  1.5 本文的主要研究工作  17-18
第2章 电动汽车智能充电系统总体方案设计  18-35
  2.1 系统的主要参数及设计要求  18-19
    2.1.1 系统主要参数  18
    2.1.2 系统的设计要求  18-19
  2.2 功率模型及开关控制电路设计  19-30
    2.2.1 DC/DC变换电路介绍  19-28
    2.2.2 开关状态控制电路  28-30
    2.2.3 本系统功率模型及开关控制电路设计  30
  2.3 系统充电方法的设计  30-32
    2.3.1 磷酸铁锂电池的特性  30-31
    2.3.2 充电方法设计  31-32
  2.4 软件介绍  32-34
    2.4.1 Altium Designer  32-33
    2.4.2 Multisim  33-34
  2.5 本章小结  34-35
第3章 充电系统的硬件设计  35-54
  3.1 系统的工作原理  35-36
  3.2 电磁干扰的抑制  36-37
  3.3 输入整流桥和输出整流管的选择  37-38
    3.3.1 输入整流桥的选用  37
    3.3.2 输出整流管的选择  37-38
  3.4 功率模块的选用及其驱动电路的设计  38-41
    3.4.1 功率模块选用  38-39
    3.4.2 IGBT驱动电路的设计  39-41
  3.5 辅助电源设计  41-43
    3.5.1 工频变压器的设计  41-42
    3.5.2 稳压电路的设计  42-43
  3.6 高频变压器的设计  43-47
    3.6.1 磁心的选择  43-44
    3.6.2 磁感应强度摆幅的选择  44
    3.6.3 变压器一次绕组的计算  44-45
    3.6.4 变压器二次绕组匝数的计算  45
    3.6.5 绕组导线的选择  45-47
  3.7 滤波电路的设计  47-48
    3.7.1 输入滤波电路的设计  47
    3.7.2 输出滤波电路的设计  47-48
  3.8 充电控制回路设计  48-51
    3.8.1 单片机的选用  48-49
    3.8.2 电压反馈电路的设计  49
    3.8.3 电流反馈电路的设计  49-50
    3.8.4 温度反馈电路的设计  50
    3.8.5 液晶显示模块  50-51
    3.8.6 按键输入模块  51
  3.9 智能逻辑判断电路的设计  51-52
  3.10 本章小结  52-54
第4章 充电系统的软件设计  54-60
  4.1 软件总体设计  54-56
  4.2 PWM中断子程序设计  56-58
  4.3 四阶段智能充电法  58-59
  4.4 本章小结  59-60
第5章 系统实验  60-64
  5.1 实验装置  60
  5.2 波形  60-62
    5.2.1 单相市电整流滤波后波形  60-61
    5.2.2 PWM输出波形  61
    5.2.3 经全桥变换电路得到的电压波形  61-62
    5.2.4 经二级LC滤波电路得到的电压波形  62
  5.3 实验结果  62-64
第6章 结论  64-66
  6.1 论文总结  64
  6.2 论文展望  64-66
致谢  66-67
参考文献  67-70
附录 硬件原理图  70-71
攻读学位期间的研究成果  71

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 汽车工程 > 各种汽车 > 各种能源汽车 > 电动汽车
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