锂电池动力车车载数字电源地研究.pdf

论文题目：锂电池动力车车载数字电源的研究 专 业：电力电子与电力传动 硕 士 生：刘 庚李新玲 (签名)_____________ 指导教师：蔡文皓王瑞平 (签名)_____________ 摘 要 当今世界，能源出现危机，机动车辆排气污染严重，电动汽车作为无污染交通工 具，在市场上具有很大的优越性，其中以锂电池为动力的纯电动汽车已成为国际竞争 的热点。但充电站和充电桩的建设与普及因电动汽车的成本、充电站的运行成本等诸 多因素而受到制约。因此，车载充电电源的研究有着深刻的现实意义和经济价值。 本文对锂电池动力车的充电电源进行了系统的研究，并设计了一款功率 3KW 的数 字充电电源。采用数字功率因数校正（PFC ）技术和全桥变换器电路结构的总体设计方 案。针对传统模拟 PFC 控制方法的诸多缺点，提出了数字 PFC 控制技术，其抗干扰能 力强，可靠性高，可实现复杂控制的优点使得模拟控制有被数字控制取代的趋势。 车载充电电源设计主要分为硬件设计和软件设计两部分。硬件设计主要分为：主 电路、主控制电路、PWM 驱动电路、采样调理电路、通讯电路以及辅助供电电源设 计。在主电路中主要对差模与共模扼流圈、PFC 电路和全桥变换器进行了设计；主控 制电路中，使用 Microchip 公司的 dsPIC30F6010 作为主控制芯片，并结合 Xilinx 公司 的 XC9500 系列 CPLD 完成充电电源的控制功能；PWM 驱动电路使用图腾柱驱动方式 以加强其驱动能力；采样调理电路使用霍尔电压、电流传感器完成对主电路各参数的 采样，并实现各种保护功能；通讯电路以 CAN 总线方式与上位机进行数据通讯，以实 现电池管理系统（BMS ）；在辅助供电电源中，以一组供电电源为基础，设计出五组 电源，以实现各部分电源隔离。软件部分设计主要分为两部分：一是数字化 PFC 软件 设计；二是全桥变换器软件控制。最后，对论文做了总结，并指出本设计中优点与不 足，为后续研究提供了参考方向。 关 键 词：锂电池电动汽车；车载充电电源；数字 PFC ；桥式变换器；CPLD 研究类型：应用研究 Subject : A Study on Vehicle Digital Power Supply for Lithium Battery Motor Vehicle Specialty : Power Electronics and Power Drive Name : Liu GengXinling (Singature)_____________ Instructor : Cai Wenhao Waing (Singature)_____________ ABSTRACT In present times,energy crisis and Air pollution caused by motor vehicle are increasing seriously,electric vehicles,as a non-polluting transportation tool,will have great advantages.The kind of pure electric vehicles powered by lithium battery has become the focus of international competition.However,the development and popularization of charging station and charging pile are influenced by many factors,such as the cost of electric vehicles and charging station running,etc.The