【摘 要】
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作为缓解能源短缺、环境污染和交通生活之间矛盾的有效途径,电动汽车在各国都具有重要战略地位,是汽车重要的发展方向。充电问题对电动汽车的推广发展影响巨大,电动汽车实现充电功能的一个关键部件是车载充电机,也是近年来的热点研究领域。研究目标为设计一台高效的车载充电机,按照车用动力电池的充电要求,为其安全快速地充电。通过大量调研,发现当前主要的技术方案为级联式方案,总结了前级和后级的结构,选择CCM两相交错
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作为缓解能源短缺、环境污染和交通生活之间矛盾的有效途径,电动汽车在各国都具有重要战略地位,是汽车重要的发展方向。充电问题对电动汽车的推广发展影响巨大,电动汽车实现充电功能的一个关键部件是车载充电机,也是近年来的热点研究领域。研究目标为设计一台高效的车载充电机,按照车用动力电池的充电要求,为其安全快速地充电。通过大量调研,发现当前主要的技术方案为级联式方案,总结了前级和后级的结构,选择CCM两相交错并联Boost PFC和全桥LLC谐振结构分别为车载充电机的前后级。对于前级APFC,分析了电路的工作原理和控制过程,用状态空间平均法推导了电路模型,求得主要传递函数关系,设计电路的主要功率器件型号和参数,分析了器件损耗,建立仿真模型对前级变换器进行功能验证,设计了以UCC28070为核心的硬件控制和驱动方案。后级的LLC谐振电路,原副边均使用全桥结构,采用脉冲频率控制方法,分析电路在不同工作频率下的电路模态,使用基波等效分析法对谐振腔的增益特性和阻抗特性进行研究,得出了增益公式和感性容性边界曲线方程,按励磁电感被箝位情况将LLC分为P、O、N三种工作状态,求出不同状态的时域表达式,在不同负载和频率条件下的电路状态都能够进行精确地计算。提出了一种在车载充电机应用中LLC谐振腔量值设计方法,对主电路中磁性元件、电容、半导体器件进行设计制作和选型,计算相关损耗,建立仿真模型验证了电路功能,设计了基于UCC25600的全桥LLC电路控制方案和驱动方案。根据所设计硬件方案搭建了一台6.6kW的样机,通过实验验证样机能满足所提出的技术指标要求。
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