電動汽車充電與驅動一體化拓撲與控制研究.pdf

1、化石能源匱乏和環(huán)境污染問題推進了電動汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，進而促使電動汽車充電與驅動一體化拓撲成為學術界的研究熱點。充電與驅動一體化是通過元件復用與集成實現(xiàn)電池組充電電路與電機驅動電路的整合，進而擴大行李艙體積和電池組數(shù)量，對車載裝置小型化輕量化、電池艙和行李艙體積最大化具有推動作用。本文提出一種新型的充電與驅動一體化拓撲結構實現(xiàn)充電系統(tǒng)與驅動系統(tǒng)的一體化，該拓撲有三個端口，分別為輸入交流源、動力電池與電機。通過機械開關實現(xiàn)工作模式的切換，并

2、分別介紹了充電模式和驅動模式對應的電路結構。
　　針對充電模式分析了充電電路的開關模態(tài)并推導相應的傳遞功率公式。為應用于大功率場合，對充電電路開關管的軟開關實現(xiàn)條件進行數(shù)學和仿真分析。并通過數(shù)學分析和仿真對比發(fā)現(xiàn)雙移相控制可以有效減小充電電路正向工作時的回流功率。結合以上分析設計恒流和恒壓控制器，對鋰電池組的充電過程進行仿真分析，驗證充電模式的可行性。基于三菱IPM搭建實驗平臺，用阻性負載模擬鋰電池組，分別對恒流控制和恒壓控制進行

3、實驗分析。仿真與實驗驗證了在恒流控制和恒壓控制時充電系統(tǒng)都具有良好的穩(wěn)態(tài)特性和較強的抗干擾暫態(tài)特性。
　　對表貼式永磁同步電機進行建模得到其數(shù)學模型，介紹了常用于永磁同步電機的控制方式，即矢量控制和直接轉矩控制。采用id=0矢量控制方式，給出相應的控制框圖和控制器設計。與傳統(tǒng)脈寬調制對比，介紹了空間矢量脈寬調制的優(yōu)點和兩種實現(xiàn)方式。對6kW永磁同步電機進行仿真分析，其結果驗證了驅動系統(tǒng)具有良好的暫穩(wěn)態(tài)特性?；谌釯PM搭建實驗平