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1、电动汽车充电系统及其控制器的研究 电动汽车充电系统及其控制器的研究 Research to the Charge System and Its Controller for Electric Vehicles【中文摘要】 本论文针对目前电动汽车充电系统的在充电可靠性、效率、控制精度等方面的不足,以及充电过程脱离电池管理系统的缺陷,研究开发了一套10KW的新型电动汽车数字化充电系统。提出全桥的主电路拓扑结构和PWM的控制手段,有效的提高了充电系统的可靠性和效率。提出并实现了基于数字信号处理芯片的控制器电路和变参数智能PI的控制算法,显著提高了充电系统电压、电流的控制精度和响应特性。提出CAN总线
2、和RS-485总线的双层通信网络,实现了充电过程的分布式控制,使充电操作灵活、可靠。由于提供了能够与电池管理系统进行通信的接口及算法,充电系统能够根据电池的状态改变充电方式,实现充电方式的优化。该充电系统的成功研制,具有重要的理论意义和工程推广价值。【英文摘要】 In this paper,as a result of the current charging system for electric vehicles performed not very well in such as reliability,efficiency and control accuracy, what is m
3、ore,the charging process was put on without the battery management system.So I research and develop a new 10KW digital electric vehicle charging system.In this charging system,we use the full-bridge topology as our main circuit and PWM controlling,which make us achieve the main power switch IGBT tur
4、n on and off with the opening and increase the charge efficiency and reliability of the system.Basing on the digital signal processing chip and intelligent PI control algorithms significantly improves the charging voltage-current control accuracy and response characteristics of the system.Using CAN
5、bus and RS-485 double-decker bus communication network makes it possible for the battery management system and the control panel can associate as a form of distributed control system.Due to be able to provide a communication interface to battery management system,the charging system to can change it
6、s charge way according to the state of charging battery,so as to realize the intelligent control.The success of this charging systems development can be an important theoretical meaning and promotional value.【中文关键词】 电动汽车充电系统; PWM; 智能PI; 分布式控制 【英文关键词】 charging system for electric vehicles; PWM; intel
7、ligent PI; distributed control 【毕业论文目录】中文摘要 3 ABSTRACT 3 第一章 引言 6-11 1.1 课题的研究背景和意义 6-7 1.2 电动汽车充电系统的发展现状 7-9 1.3 本论文的研究内容 9-11 第二章 电动汽车充电系统及其控制器的总体设计 11-18 2.1 电动汽车充电系统的功能需求 11-12 2.2 电动汽车充电系统充电方法的研究 12-13 2.3 电动汽车充电系统功率电路的总体设计 13-14 2.4 电动汽车充电控制网络的总体设计 14-16 2.5 电动汽车充电系统控制器的总体设计 16-18 第三章 充电系统及其控制
8、器的硬件设计 18-35 3.1 功率电路的计算 18-21 3.1.1 整流电路的计算 18-19 3.1.2 滤波电路的计算 19 3.1.3 逆变功率器件的计算 19-20 3.1.4 高频变压器的计算 20-21 3.1.5 输出滤波电抗器的计算 21 3.2 功率电路的PSCAD仿真验证 21-25 3.3 充电系统控制器回路的硬件设计 25-31 3.3.1 SPI-DA电压输出电路的设计 26-27 3.3.2 PWM产生电路的设计 27-28 3.3.3 IGBT的驱动电路 28-29 3.3.4 模数转换电路的设计 29-31 3.4 控制面板的设计 31-33 3.4.1
9、控制面板电路的总体设计 31-32 3.4.2 控制面板的键盘电路 32 3.4.3 控制面板的液晶电路 32-33 3.5 分布式通信网络的硬件设计 33-35 3.5.1 RS-485通信电路设计 33-34 3.5.2 CAN通信电路设计 34-35 第四章 充电系统及其控制器的软件设计 35-50 4.1 充电系统控制器的控制算法研究 35-38 4.1.1 传统控制算法的研究 35-36 4.1.2 智能控制算法的研究 36-38 4.2 充电系统控制器回路的软件设计 38-45 4.2.1 DSP的开发环境与开发语言 38-40 4.2.2 DSP中Q格式的应用 40 4.2.3
10、软件开发的目标 40-41 4.2.4 充电控制算法的实现 41-42 4.2.5 主程序设计 42-43 4.2.6 中断服务子程序 43-45 4.3 控制面板的程序设计 45-46 4.4 分布式通讯网络软件设计 46-50 4.4.1 CAN通讯网络软件设计 46-48 4.4.2 RS-485通讯网络软件设计 48-50 第五章 系统调试与实验 50-60 5.1 调试与实验系统的构成 50-51 5.2 充电系统功率电路及其控制器电路上电调试 51-53 5.3 充电系统对铅酸电池的充电试验 53-54 5.4 RS-485通信验证试验 54-55 5.5 CAN通信验证试验 55-57 5.6 充电系统谐波测量与功率特性分析 57-60 5.6.1 充电系统谐波测量 57-59 5.6.2 功率特性分析 59-60 第六章 总结和展望 60-61 6.1 论文总结 60 6.2 论文研究展望 60-61 致谢 61-62 参考文献 62-65 附录 65-68 在学期间发表的学术论文和参加科研情况 68
