直流充电电源概述【文献综述】

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1、毕业论文文献综述电气工程及自动化直流充电电源概述摘要：文章对直流充电系统的构成做了较为全面的介绍，阐述了电动车用电池的现状和发展趋势，并介绍了常见的直流充电电源。关键词：直流充电；充电电源；蓄电池充电；充电方法1.引言电动汽车能源供给系统对于电动车产业而言是不可缺少的子系统,当电动车动力电池电能消耗到一定程度,就必须使用充电系统对其动力电池进行电能补充,为电动汽车运行提供能量补给,从而满足电动汽车的循环使用。同时,要在较大范围内推广普及电动汽车,就必须配套建设能源供给系统,以增强公众对使用电动汽车的兴趣和信心。因此,电动汽车充电系统是电动汽车的重要基础支

2、撑系统,是实现电动汽车产业化和推广普及的关键条件,对电动汽车的产业发展具有重大影响。2.直流充电系统构成直流充电系统由PWM整流装置、直流输入控制装置、直流输出控制装置和直流充电管理装置组成。其系统框图如图1所示。图1直流充电系统系统框图各装置功能说明如下:(1)PWM整流装置:对输入的三相交流电进行整流,经滤波后,形成稳定的直流母线电压(650V),以提供给后级输出控制装置,为输出控制装置提供动力电源。(2)直流输入控制装置(DCM):主要用于直流电能计量,直流供电控制、安全防护等。(3)直流输出控制装置(PUM):主要用于与车载BMS(能量管理系统)

3、通信,进行DC/DC功率变换,输出动力电池所需电压、电流。(4)直流充电管理装置:用于人机交互和界面显示,实现身份识别、费用收取、票据打印、数据管理、控制输入控制装置供电等。[2]3.电动车用电池的现状和发展趋势电池作为电动车动力来源，目前应用于电动车的可充式二次电池主要有:铅酸(LeadAcid)电池、镍福(NickelCadmium)电池、镍氢(NickelMetalHydride)电池和锂(Lithium)电池。（1）镍一氢电池(Ni-MH)此类蓄电池的比能量高，寿命长，有较高的比功率，污染轻等优点，被认为是较好的电动车用蓄电池。但是由于Ni-MH

4、蓄电池的技术未臻成熟，价格贵，单体电池电压低，使用时串联电池个数多，而且均匀一致性较差，限制了蓄电池组实际可使用的寿命。尤其是镍氢电池在高温时自放电率会增高，造成电容量下降的缺点。因此认为Ni-MH蓄电池在电动车上应用的地位是暂短的、过渡性的，将来的市场份额是有限的。（2）锂离子蓄电池和聚合物铿离子蓄电池锂离子蓄电池和聚合物锂离子蓄电的比能量更高，有较高的比功率，寿命长，污染轻等优点，被认为是有希望的电动车用电池。但因内含锂活性物质，易产生化学作用，遇火、氮、酸或氧化剂时，可能会有爆炸或着火危险等安全性问题成为影响锂离子蓄电池和聚合物锂离子蓄电池在电动自

5、行车上应用的主要制约因素。它们将成为用于高端电动车的电池，将是继铅酸蓄电池之后所占比例较大的电池。但受价格限制，暂时所占比例不会很大。（3）锌空电池锌空电池是金属一空气电池的一种，属于半燃料电池范畴。它有比能量高，原材料丰富，价格不高，污染轻等优点，被认为是电动车用电池的有竞争力的候选者。但目前还没能真正投入使用。（4）其他电池(如Ni-Zn蓄电池、锌镍蓄电池和燃料电池)虽然它们各有特点，但都几乎没有在商业化的轻型电动车上使用。这主要是由于价格贵、综合性能不理想、或技术不成熟、或受资源、服务配套系统制约因素影响。氢氧燃料电池虽然在大力发展中，可望成为最理

6、想的电动车电池之一，但在电动车上的应用可能还要等待很长时间(至少15年)。（5）铅酸蓄电池铅酸蓄电池在100多年的历史中一直不断地在改进提高，有的是革命性的提高，生产技术最为成熟。特别是密封免维护铅酸蓄电池因其有着成本低、价格便宜、材料来源丰富、适用性宽、可逆性好、单体电池电压高、技术和制造工艺较成熟、安全可靠、具有瞬间放电力强、大电流放电性能良好、使用温度范围广等综合因素，已成为商业化轻型电动车主要采用的电池，目前所占市场份额在95%以上。[3]4.常见的直流充电电源目前，直流充电电源主要有两种：线性稳压电源和开关电源。线性电源和开关电源的根本区别在于

7、稳压控制方式和输出电路的不同。线性电源的稳压特性是由稳压电路中的调整管来实现的，调整管也是输出管，电路工作在调整管的线性区，因此称为线性直流稳压电源。开关电源的稳压电路由电子开关组成，用开关的工作状态来实现稳定输出电压，因此称为开关电源。其核心是DC-DC电路。DC-DC电路可以分为转换型和隔离型，隔离型比较好，输出和输入之间没有直接的电连接关系。和线性电源相比较，开关型稳压电源有以下的特点：（1）效率高。开关型稳压电源采用非线性的DC-AC-DC电压调整电路，不使用调整管，调压电路的功率开关管上的电压降很小，相应损耗小，所以效率和线性电源相比较可以得到

8、很大的提高，一般可达65-90%。（2）重量轻。开关型稳压电源可以采用对电网输入