系统设计组-磷酸铁锂动力电池组快速充电系统研究.docVIP

系统设计组 学校： 重庆大学 题 目： 磷酸铁锂动力电池参赛队成员名单heaton_8720@163.com 曾启才，研究生，重庆大学，电气工程学院， caicai818@ 张煜欣 ,研究生，重庆大学，电气工程学院 zyx121322@ 磷酸铁锂动力电池组快速充电系统的研究 摘要 本文根据电动汽车充电要求，选用三相电流型PWM整流器拓扑作为主电路，并对三相电流型PWM整流器的SPWM间接电流控制算法进行理论推导。完成了ABSTRACT According to the actual needs, choose 3-Phase PWM Current Source Rectifier (CSR) topology as mainly power circuit. Analyzed and compared several major control method of 3-Phase CSR，and mainly researched the SPWM ternary logic and control methods detailed.Completed a three-phase current source rectifier main circuit hardware design and built the experimental platform, the software debugging implemented based on the modular design. Completed the open and closed loop experiments, achieving power factor correction.A group of Lithium iron phosphate batteries has been charged by different current, experimental results showed that this method can achieve constant current , realize the electric car batteries rapid charging. 1 引言 现在发展电动汽车是解决能源危机和环境污染的最佳方案之一。电动汽车的研究与开发已经成为当今世界的热点，美国日本等发达国家都在致力于电动汽车研究，我国科技部也制订了863电动汽车重大专项来加快电动汽车的发展。，电动汽车的发展存在许多需要解决和完善的问题。电动汽车的核心能源，动力电池存在比能量低下、电池充电速度较慢、续驶里程较短等问题。同时，电动汽车动力电池的充电方法和充电性问题，也一直着电动车的普及与应用。 最近国内一些厂家和国家电网等部门合作，开始在各个城市建立快速充电站，将具有重要的意义和应用价值。选取16节环宇电池股份有限公司生产的型号为HYP3.2V200AH的磷酸铁锂动力电池组成串联电池组电池额定容量为200A 2）实现直流电流可调输出，电流0-200A连续可调，电流精度1A或5%（取两者较小），以便做电池不同电流的充电实验； 3）具有电池电压检测保护功能，当检测电池组端电压大于限制值时，停止充电，避免电池因过充而损坏； 4）输入电流总谐波畸变率小于5%，功率因数达到98%； 3 系统方案 1）主电路拓扑的选取 图3-1 充电机系统拓扑结构 由于三相输入电压为380AC，而一般电动汽车用电池组端电压在400V以下，需要降压型拓扑完成充电，目前大多采用两级结构，而本设计装置选用电流型PWM整流器作为主电路的拓扑结构，单级结构，如图3-1所示。 电流型PWM整流器控制六只开关管的调制，同时实现网侧电流跟踪网侧电压相位以及实现输出跟定电流；输入侧LC滤波器的作用是滤除因PWM斩波产生的高频谐波，防止污染电网；输端电感的作用是平滑输出电流；而并联在输出端的二极管的作用是保证可靠的续流，避免出现断路情况，相比传统的四管续流方式，可以有效降低功率损耗。 2）间接电流控制策略 对于SPWM调制技术，交流输入电流的基波分量是电流调制信号的线性放大，因此可以通过对调制信号的控制，就可以实现对整流器输入电流相位和幅值的调节。为了稳定输出直流电流，间接电流控制需要引入电流闭环反馈。 若要求三相PWM电流型整流器实现网侧单位功率因数正弦波整流控制，则对于交流侧单相电路，a相简化后的等效电路如下图所示： 图3-