电动汽车车载交流充电装置的研究与设计开题报告

 2020-02-18 07:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

目的分析:目前,纯电动汽车的发展主要面临着电池续驶里程太短和充电时间过长等技术难题,这也是纯电动汽车与传统燃油汽车相比差距最明显的方面。电动汽车的充电过程需要应用到多个领域的技术和装置,如输入电能的供给方式、输入-输出之间的电能变换方式、电能的传输方式及充电装置与电动汽车的连接方式等。车载充电技术目前已成为许多企业的研究重点。车载充电装置主要作用是把来自电网的交流输入电能变换成稳定、可控的直流输出,并按一定的充电模式给动力电池组充电。车载充电技术的研究领域主要包括充电装置、充电控制以及充电方式。未来电动汽车充电装置会向集成化、大功率化、无线化方向发展。

发展前景:电动汽车普及的同时,电动汽车的充电技术也受到了越来越多的关注,各种充电方式面临的难关将逐步得到攻克,可以预测将来数年内电动汽车不仅是交通工具也会成为智能电网的一个重要节点,电动汽车的充电技术也会越来越智能化、人性化。车载充电机技术发展为新能源汽车的普及起到了推动作用,车载充电机对充电功率、充电效率、重量、体积、成本以及可靠性要求较高。为实现车载充电机的智能化、小型化、轻量化、高效率化,相关的研究与开发工作取得了长足的发展,研究方向主要集中在智能化充电、电池充放电安全管理、提高车载充电机效率和功率密度、实现车载充电机的小型化等。

国内外发展情况:国内车载充电机厂商多达50多家,大部分厂家研发能力较弱,缺乏核心专利和高端研发人才,研发经费投入较少,产品主要面向国内。目前,市场上的乘用车和专用车车载充电机功率主要包括3.3kw和6.6kw,效率集中在93%-95%之间,冷却方式主要包括风冷和水冷。客车领域采用“交流快充方式”的40kw, 80kw大功率车载充电机。国内部分车载充电机企业已进入国外整车企业供应链。德润电子通过控股意大利公司进入标致雪铁龙供应链,被指定为标致雪铁龙新一代纯电动及混合动力车型平台“车载充电机”项目全球供应商,车载充电机采用液体冷却,并采用imspcb(特殊预浸材料pc)、bottom entry(底部插针过孔技为等专有设计方案,极大提高了大功率器件的散热效果及效率,充电效率超过95%,产品软件设计符合autosar及is026262)

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2. 研究的基本内容与方案

本课题主要开发一个由前后两级功率架构, 即前级ac/dc整流校正模块, 后级dc/dc隔离调压模块组成的电动汽车车载交流充电装置。

结构在整流电路模块加入功率因数校正 (pfc) 电路, 其可提高输入的功率因数并抑制高次谐波, 再经过第二级为dc/dc变换器, 将电能变换为可以对蓄电池进行充电的电能。这种结构对电网污染小, 能实现低谐波和高功率因数的需求, 满足安全要求, 一般体积会较大, 成本较高, 通常应用于高功率大容量的充电系统。电动车车载充电机是直接接电网大功率的电力电子设备, 对电网质量的影响及电气安全隔离问题需要重点考虑。结构系统图如下所示:


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3. 研究计划与安排

第1-2周:研究及方案论证,广泛查阅中外文献资料,确定采用的设计方案和设计路线,完成开题报告。

第3-6周:完成基于电动汽车车载交流充电装置的设计方案选择。

第7-10周:完成基于电动汽车车载交流充电装置的硬件和软件设计。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] 孙志飞.浅析电动汽车车载充电装置发展趋势.汽车实用技术.2018.9

[2] 王旭.电动汽车的充电方法.智能建筑电气技术.2017.6

[3] 李鹏飞.大规模车载交流充电技术分析.机电一体化.2015.11

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