《电力电子应用技术——设计、仿真与实践（微课版）》PPT任务5 电动汽车驱动系统的设计、仿真与实践.pptx

电力电子技术系列课程电力电子技术·PowerElectronics第5章电动汽车驱动系统的设计、仿真与实践2024/6/28

电力电子技术目录2.直流脉宽调速系统3.电力驱动控制系统5.永磁同步电机驱动器的设计与仿真1.带隔离的直流-直流变换电路4.直流电机驱动器的设计与仿真6.直流电机驱动器的实践调试

项目3电动汽车电控系统时代背景项目简介能源可持续发展与环境保护是21世纪全球面临的重大挑战，节约能源和保护环境两大战略极大地促进了新型汽车技术的迅速发展。汽车自产生以来，为人类提供了诸多便利。而汽车能源消耗是造成大气污染和温室效应的主要原因，也是造成全球石油危机的重要原因。面对严峻的形势，新型节能环保型汽车的研发得到了各国政府和汽车公司的高度关注和大力支持，电动汽车(ElectricVehicle，EV)已成为汽车能源动力转型的优先选择。绿色发展是二十大精神的核心要求之一。电动汽车代表了汽车行业的创新。相比燃油汽车，电动汽车的尾气排放更低，可以减少空气污染和温室气体排放，推动绿色出行实现可持续发展。

项目3电动汽车电控系统时代背景图3-1纯电动汽车项目简介电动汽车又可以分为纯电动汽车(蓄电池电动汽车)、混合动力汽车和燃料电池汽车。在这三种电动汽车中，纯电动汽车由于其零排放、结构简单、能源来源便捷等优点，已经被越来越多的人接受。纯电动汽车配套设施如充电桩等也在紧锣密鼓的布局之中。纯电动汽车一般采用高效率充电动力电池作为动力源，不需要内燃机，因此其电机相当于传统燃油汽车的发动机，动力电池相当于传统燃油汽车的油箱，如图3-1所示，电控、电机、电池是电动汽车的三大关键技术。其中动力电池储电量是有限的；提升电机的效率，降低电机的耗电量，则可以增加蓄电池的使用时长。

5.1带隔离的直流-直流变换电路5.1.1正激变换电路5.1.2反激变换电路5.1.3推挽变换电路5.1.4半桥变换电路5.1.5全桥变换电路1.电路组成与工作原理①隔离变压器有三个绕组：原边绕组W1,匝数为N1；副边绕组W2，匝数为N2；复位绕组W3,匝数为N3。绕组中标有“·”的一端为同名端。（a）降压斩波电路（b）正激变换电路图3-2正激变换电路演变过程直流降压变换电路在虚线位置处增加隔离变压器，变动开关器件的位置，使其发射极与电源的地相连，即可得到正激变换电路，如图3-2所示。有复位绕组的单开关正激变换电路由电源E、隔离变压器T,开关S,二极管VD1~VD3、滤波电感L和电容C负载电阻RL等组成，如图3-2所示。组成②电路中隔离变压器不仅起电气隔离作用，还起储能电感作用。③滤波电感L,电容C和续流二极管VD2保证了输出电流的连续和平稳。④开关S可选用IGBT等全控型电力电子器件。分析

5.1带隔离的直流-直流变换电路5.1.1正激变换电路5.1.2反激变换电路5.1.3推挽变换电路5.1.4半桥变换电路5.1.5全桥变换电路（a）S导通（b)关断ivd3电流方向画反图3-3正激变换电路的工作过程电路分析:一个开关周期内电路的工作过程如图3-3所示,电路工作波形如图3-4所示,具体分析如下:t0~t1期间:①t0时刻，开关S导通，工作过程变压器原边绕组W1中产生上正下负的电压uw1，同时将能量传递到副边绕组②根据变压器同名端的关系，副边绕组W2中也产生上正下负的电压uw2，二极管VD1导通、VD2截止③电感L中的电流iL逐渐增大，能量提供给负载④复位绕组W3的电压uw3极性是上负下正，二极管VD3承受反压而截止。t1~t2期间:①t1时刻，开关S截止，电压uw1、uw2变为上负下正，二极管VD1截止②电感L中电流iL通过二极管VD2续流并逐渐下降，储存在电感中的能量释放给负载③根据同名端的关系，复位绕组W3电压uw3为上正下负，二极管VD3导通，变压器原边储存的能量经复位绕组W3和二极管VD3流回电源端

5.1带隔离的直流-直流变换电路5.1.1正激变换电路5.1.2反激变换电路5.1.3推挽变换电路5.1.4半桥变换电路5.1.5全桥变换电路①开关S导通时，变压器的励磁电流由零开始增加，且随着时间的推移线性增长。②开关S关断到下次再导通时，励磁电流必须下降到零。③否则，在下一个开关周期中，励磁电流将在本周期结束时的剩余值的基础上继续增加，并在以后的开关周期中不断累积，最后使变压器磁芯饱和。④磁芯饱和后变压器绕组电流将会迅速增大而损坏电路中的开关器件。图3-4正激变换电路的工作波形关于变压器的磁芯复位问题

5.1带隔离的直流-直流变换电路5.1.1正激变换电路5.1.2反激变换电路5.1.3推挽变换电路5.1.4半桥变换