大功率电动汽车感应充电变流器关键技术的研究

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1、摘要在全球气候变暖，能源日益紧缺的大背景下，电动汽车越来越受到各个国家的青睐，各大汽车厂商和研发机构投入了大量的人力物力进行电动汽车的研发。电动汽车是未来经济增长的突破点，也是各个国家都在抢占的科技高地，随着电动汽车的普及，充电设施也将日益完善，安全高效并且对电网影响低的充电方式，必将成为电动汽车最佳的充电方案。感应充电方式不存在因插头拔插带来的机械磨损而导致的松动，耐用性高，同时，人体不会接触到裸露的金属插头，能够更好地保障人身安全，因此，感应充电方式在电动汽车充电领域有很好的应用前景。本文首先分析了电动汽车感应充电的基本原理，通过对比几

2、种整流电路和逆变电路的拓扑结构，选定了大功率电动汽车感应充电的拓扑结构，采用三相PWM整流电路和全桥逆变电路，并确定了松散耦合变压器原边串联、副边并联的补偿方式；其次对三相PWM整流电路及其SVPWM控制进行了仿真研究，仿真结果表明三相PWM整流器具有高功率因数和低谐波的特点，符合大功率感应充电装置的要求；再次，将松散耦合变压器模型简化为电路中的互感模型，并计算等效电路，利用电容与变压器的电感进行串联谐振，使全桥逆变电路工作在软开关状态下，满足电路的高频要求；接着设计了带松散祸合变压器的全桥谐振逆变电路的移相控制系统，将电流控制为恒定状态，

3、以满足蓄电池恒流充电的要求；最后本文对大功率电动汽车感应充电系统进行了仿真，仿真分析了输入侧的功率因数、谐波以及输出侧的电压和电流，并通过移相控制方式控制了电流和电压的大小，不同移相角下得到了大小不同的电流和电压。论文仿真结果表明该感应充电系统具有输入电流正弦性好，功率因数高，谐波干扰小等优点，全桥谐振逆变电路输出的功率较大，移相控制能很好地满足全桥逆变电路的控制要求，补偿电路提高了松散耦合变压器的传输效率，非常适合运用于大功率电动汽车感应充电。关键词：电动汽车，感应充电，PWM整流，全桥串联谐振逆变，移相控制AbstractUnderth

4、ebackgrouIldofglobalwarmingandtheshortageofenergy,ElectricVehicle(EV)becomesincreasinglypopulariIlmanycountries．ThemajorautomobilemanufacturersandresearchinstitutionsinvestalotofmanpowerandresourcesintothedevelopmentofEV．EVisconsideredthebreakthroughpointoftheeconomicgoshf

5、orthefuture．ManycountrieswanttoseizetheEVtechnicalhi【ghpoint．AsmoreandmorepeoplechooseEVthechargingfacilitieswillalsobeimproved．TheEVchargingschemeisboundtobesafe，efficientandloweffecttOthegrid．ComparedtoContactcharging．thenoncontactInductivechargingmethodissaferandmoredur

6、able．WiththePFCfunction,three-phasePWMrectifierhasCanobtainhighpowerfactorandcontroltheharmonicSOastoreducetheimpacton鲥d．Firstly,thispaperanalyzestheEVinductivechargingprinciple．Severalkindsofrectifiercircuitandinvertercircuittopologiesarecompared．Thethree—phasePWMrectifie

7、randfull-bridgeinverterarechoseasthefinaltopologyofthehiighpowerEVinductivecharging．Theseriescompensationisusedastheprimarycompensationmethodandtheparallelcompensationasthesecondarycompensationmethodforthelooselycoupledtransformer．Secondly,three—phasePWMrectifieranditsSVPW

8、Mcontrolmethodaresimulated．Becauseofthehighfrequencyandthehiighpower,theEVinductivechargi