【正文】 進行畢設(shè)期間該生學(xué)習(xí)態(tài)度端正，腳踏實地，勤奮刻苦，工作扎實。第11周：完成參數(shù)的計算工作。將畢業(yè)設(shè)計整理成型，準(zhǔn)備畢業(yè)論文。當(dāng)M59762內(nèi)開關(guān)管T1導(dǎo)通，T2關(guān)斷時，C1給IGBT的C、E間加+15V（TR2)。3. 1雙閉環(huán)PI調(diào)節(jié)器如圖所示，充電電壓達不到設(shè)定的恒壓值時，電壓環(huán)輸出飽和，電流環(huán)工作。還需要完成的工作：（1） 過欠壓保護電路，過流保護電路，的設(shè)計工作?！彼噪妱悠嚨陌踩焖俪潆娪兄匾饬x。再設(shè)計其他驅(qū)動電路、檢測電路、保護電路、散熱系統(tǒng)等等。全橋變換器由四個功率開關(guān)管構(gòu)成，主要變壓器只需要一個原邊繞組，通過正反向電壓得到正反向磁通，變壓器繞組和鐵芯得到最佳利用，使效率和功率的密度提高。標(biāo)準(zhǔn)充電過程為：以設(shè)定電流進行恒流充電，改為恒壓充電，保持充電電壓為 。二、研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問題 。氫燃料電池車本身也是純電動汽車的一種，而且，氫燃料電動車還存在著安全隱患。在這里首先要感謝我的指導(dǎo)老師閆朝陽老師。設(shè)計了主電路中的變壓器，對電磁的理解有了進一步的加深。下圖即為電壓、電流采集波形。圖44為單相逆變輸出波形，其中仿真參數(shù)隔直電容Cg=。第4章 仿真結(jié)果分析 系統(tǒng)仿真至此，本文已完成系統(tǒng)的主電路、控制電路的設(shè)計工作，接下來應(yīng)用MATLAB仿真來驗證充電器的可行性。為了避免在故障臨界處發(fā)生振蕩，影響系統(tǒng)穩(wěn)定，所以保護電路中采用了遲滯比較器產(chǎn)生滯環(huán)，避免了臨界振蕩的發(fā)生。其中R301是采樣電阻為，將其轉(zhuǎn)換為電壓信號，經(jīng)比例運算后經(jīng)RC濾波后送至電流環(huán)進行PI運算[14]。圖38電壓采集電路傳感器的次級輸出側(cè)用1只的電阻將電流信號再轉(zhuǎn)換成電壓信號。 檢測電路設(shè)計充電器在運行過程中需要檢測輸入側(cè)電壓、電池組充電電壓、充電電流。選擇本設(shè)計中SG3525內(nèi)部的誤差放大器接作射極跟隨器接收外部PI的輸出值并將其與內(nèi)部的鋸齒波相比較以產(chǎn)生PWM信號以實現(xiàn)恒流或恒壓，10腳(VSHUTDOWN腳)接受保護電路的信號以及時關(guān)斷PWM信號來保護主電路器件，8腳接一10UF的電容以實現(xiàn)軟啟動[12]。電流內(nèi)環(huán)的電流反饋量經(jīng)過比例環(huán)節(jié)送入電流PI調(diào)節(jié)器。該階段僅電流環(huán)工作。本設(shè)計中的負(fù)載為電池，充電過程中電池可等效為一個RC串聯(lián)模型，對于本設(shè)計中的控制對象即電池的充電電壓和充電電流主要以穩(wěn)和準(zhǔn)為主，對快速性能要求不高，對該類負(fù)載可采用PI調(diào)節(jié)器即以達到較好的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)性能。偏差一旦產(chǎn)生，調(diào)節(jié)器立即產(chǎn)生控制作用使控制量向偏差見效的方向變化，控制作用的強弱取決于比例系數(shù)。PWM發(fā)生電路將雙閉環(huán)PI調(diào)節(jié)器給出的控制量（模擬量）變換成一定頻率的PWM波，供給M57962以驅(qū)動IGBT。通過比較幾種不同的拓?fù)溥x出了適合本設(shè)計的全橋變換器。輸出濾波電容的計算表達式為： (214)其中，為輸出電感的工作頻率，即為原邊開關(guān)管開關(guān)頻率的二倍。一般來說，開關(guān)電源對材料的主要要求是：盡量低的高頻損耗、足夠高的飽和磁密、高的磁導(dǎo)率、足夠高的居里溫度和好的溫度穩(wěn)定性。則可計算變壓器副邊最低電壓： (27)：按功率等級鐵芯材料選非晶納米合金，型號由面積乘積法選取 (28)式中AP為鐵心面積乘積，即磁芯窗口面積與磁芯有效截面積的乘積。同時，直流電壓Vin的最小值Vinmin也會比較小，要求高頻變壓器的原副邊匝比變小，導(dǎo)致開關(guān)管的電流增大，輸出整流二極管的反向電壓增大。全橋變換器由四個功率開關(guān)管構(gòu)成，主變壓器只需要一個原邊繞組，通過正、反向電壓得到正反向磁通，變壓器貼心和繞組得到最佳利用，使用效率和功率密度得到提高。感應(yīng)耦合充電方式的優(yōu)點在于在輸入輸出之間加入了隔離，提高了系統(tǒng)的安全性并可提高系統(tǒng)的效率且可設(shè)計成全自動無人看守的智能充電系統(tǒng)。這時要停止充電。因為鋰離子電池對溫度、過壓過流及過放電很敏感，所以所有的電池內(nèi)部均集成了熱敏電阻（監(jiān)控充電溫度）及防過壓過流過放電保護電路。隨著能源的緊缺和世界的環(huán)保方面的壓力，鋰電現(xiàn)在被廣泛應(yīng)用于電動車行業(yè)，特別是磷酸鐵鋰材料電池的出現(xiàn)，更推動了鋰電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和應(yīng)用?，F(xiàn)在鋰電池已經(jīng)成為了主流。因配套出口的鋰離子電池充電器在安規(guī)、EMC等方面要求比較高，能真正滿足要求的生產(chǎn)廠家也就3家?；谶@些原因，氫燃料電動車沒有成為新能源汽車的選擇方向。在完成設(shè)計工作之后進行了系統(tǒng)仿真實驗，實驗結(jié)果證明了系統(tǒng)設(shè)計的合理性。 ） 主要內(nèi)容 掌握電動汽車鋰電池的原理和充電特點。（ ）；（ ）；（ ）。文中首先對主電路進行了詳細(xì)的參數(shù)設(shè)計以及器件選型，之后進行了控制電路的設(shè)計工作，包括驅(qū)動電路、檢測電路、保護電路等等。 simulation目 錄摘要 IAbstract II第1章 緒論 1 課題背景 1 課題研究意義 1 發(fā)展趨勢 1 鋰電池簡述 2 鋰電池簡述 2 鋰電池充電原理 3 蓄電池充電標(biāo)準(zhǔn) 5 論文的主要研究工作 5第2章 充電器主電路設(shè)計 7 主電路拓?fù)溥x擇 7 主電路參數(shù)計算 8 輸入整流濾波電路計算 8 高頻變壓器設(shè)計 9 IGBT的選擇 11 輸出高頻電感的設(shè)計 11 輸出濾波電容的設(shè)計 11 隔直電容的選取 12 輸出整流二極管 12 本章小結(jié) 13第3章 控制電路設(shè)計 14 調(diào)節(jié)器設(shè)計 14 模擬PI 15 充電控制策略 16 閉環(huán)控制 17 PWM波發(fā)生電路設(shè)計 19 驅(qū)動電路設(shè)計 20 檢測電路設(shè)計 21 電壓采集電路 21 電流采集電路 22 保護電路設(shè)計 23 24第4章 仿真結(jié)果分析 26 系統(tǒng)仿真 26 主電路仿真及結(jié)果分析 26 模擬電壓、電流采集 28 小結(jié) 29結(jié)論 30參考文獻 31致謝 33附錄1 34附錄2 38第1章 緒論 課題背景 課題研究意義汽車作為一種交通生產(chǎn)工具已經(jīng)成為了現(xiàn)代生活不可缺少的一部分，現(xiàn)在汽車面臨著環(huán)境污染和石油資源減少的嚴(yán)重問題，研究發(fā)展新能源汽車具有重要的科技進步意義?！凹冸妱悠嚨纳虡I(yè)化必須解決兩大問題，其一是購置成本，其二是能源補給便捷。 鋰電池簡述 鋰電池簡述鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。具有高儲存能量密度，目前已達到460600Wh/kg，是鉛酸電池的約67倍；(2)使用壽命長，使用壽命可達到6年以上，磷酸亞鐵鋰為正極的電池用1CDOD充放，有可以使用10,000次的記錄；(3)額定電壓高（），約等于3只鎳鎘或鎳氫充電電池的串聯(lián)電壓，便于組成電池電源組；(4)具備高功率承受力，其中電動汽車用的磷酸亞鐵鋰鋰離子電池可以達到1530C充放電的能力，便于高強度的啟動加速；(5)自放電率很低，這是該電池最突出的優(yōu)越性之一；(6)重量輕，相同體積下重量約為鉛酸產(chǎn)品的1/5；(7)高低溫適應(yīng)型強，可以在20℃60℃的環(huán)境下使用，經(jīng)過工藝上的處理，可以在45℃環(huán)境下使用；(8)綠色環(huán)保，不論生產(chǎn)、使用和報廢，都不含有、也不產(chǎn)生任何鉛、汞、鎘等有毒有害重金屬元素和物質(zhì)；(9)生產(chǎn)基本不消耗水，對缺水的我國來說，十分有利[1]。則稱為過放電，對電池有損害。以使鋰離子快速均勻轉(zhuǎn)移，這個電流值越大，對電池的充滿及壽命越有利；，達到了電池承受電壓的極限。然而感應(yīng)耦合充電方式就避免了導(dǎo)體裸露在外面的缺點，經(jīng)過高頻變壓器組，通過感應(yīng)耦合，無接觸傳遞能量。3） 仿真實驗驗證、實驗結(jié)果分析。當(dāng)負(fù)載電流連續(xù)時，其輸出電壓與輸入電壓之比為： (21)在設(shè)計中應(yīng)取適當(dāng)?shù)淖儔浩髟边呍驯纫允沟迷谝欢ㄕ伎毡认拗葡碌玫剿璧妮敵鲭妷篬4]。實際工程中，必須考慮。副邊繞組匝數(shù)： (210)實際中取為28匝。 (212) (213)將相關(guān)數(shù)據(jù)帶入到(212)式，可求得。在實際中為了使隔直電容能夠線性充電可用下式計算： (215)，原副邊匝比為1：為了使耦合電容器充電線性，必須很好的選定諧振頻率，一般按下式選定則帶入計算可得： (216)此外為防止電容在充電過程中產(chǎn)生過高的EMI和提高輸出功率應(yīng)使電容上的峰值電壓為：電容上的電壓較大，重新選擇隔直電容為則電容上的電壓值 (217)[9]。圖31所示為系統(tǒng)框圖。但是，與自適應(yīng)控制、模糊控制等現(xiàn)代控制方法相比PI控制仍在工程中廣泛應(yīng)用[10]。式35的第二項表明，積分常數(shù)越大，積分的累計作用越弱，反之積分作用越強。T1時刻，充電壓升值電池電壓限制值時，電過程進入第二階段，即以固定電壓U進行恒壓限流充電。調(diào)節(jié)器的具體實現(xiàn)由模擬電路搭建而成，具體電路如圖35所示圖35閉環(huán)控制電路圖35中為電壓給定信號，為電流給定信號。此外，SG3525內(nèi)部集成了軟啟動電路，接入端（引腳8）上通常接一個軟啟動電容。C4)在IGBT功率電路和控制電路之間提供電氣隔離。由此實現(xiàn)了僅用單極性電源供電就可為IGBT提供正負(fù)偏壓驅(qū)動，簡化了驅(qū)動電源。傳感器的次級使用一個采樣電阻，再把電流信號轉(zhuǎn)換成低電壓信號給檢測電路。被測電壓與采樣電路輸出的電壓信號之間的關(guān)系為540V:。圖310輸入欠壓保護電路圖311輸入過壓保護電路圖312輸出過流保護電路圖310所示為輸入欠壓保護電路，電壓采集電路將采集到的輸入電壓轉(zhuǎn)換為對應(yīng)成比例的小信號電壓并與基準(zhǔn)電壓相比較，當(dāng)輸入電壓大于設(shè)定值時比較器輸出低電平信號，電路正常工作。通過流程圖介紹了充電器的控制策略，PI調(diào)節(jié)器組成雙閉環(huán)，SG3525為PWN生成芯片，M57962為驅(qū)動芯片。圖42為模擬PWM發(fā)生器設(shè)計。圖45所示為變壓器副邊電壓，電壓波形中的較大尖峰主要是由二極管的反向恢復(fù)特性所造成的，適當(dāng)調(diào)整緩沖電路參數(shù)可減小電壓尖峰。結(jié)論本文針對電動汽車用用鋰電池充電器進行了研究，完成了硬件設(shè)計和仿真工作。參考文獻[1] 吳宇平, 袁翔云, [M].北京. :3235.[2] 劉志宇, 都東, [J].,6:9294[3] 侯聰玲, 吳捷, [J].:118121[4] 阮新波, [M].:4550[5] 李序葆, [M].:5556[6] [D].,3:3738[7] 貝冠祺, [M].:112115[8] 朱小龍, [J].華北礦業(yè)高等?？茖W(xué)校學(xué)報,[9] 方宇, 邢巖, [10] 高曾輝, [J].[11] [M].北京:[12] [M].[13] 吳