电动汽车用双向交流-直流转换器



电动汽车用双向交流-直流转换器

电动汽车使用直流-交流转换器不但实现了车辆电池的充电，而且还可实现车辆到电网的电能补充。但这种转换器也存在很多不足，尤其是针对三相交流电，如果采用与普通家用电相同的转换器结构，将存在效率低、体积大、输入输出滤波装置大的问题，因此需要采用双主动全桥拓扑结构设计以适用于三相电向直流电转换。根据三相电的特点，通过相位来控制能量的流动，利用3个相位的周期变化，实现在低峰电压处电能的较高速率转化。

在理论分析中，使用LabVIEW仿真验证，硬件测试使用额定电压为48V，额定容量为20A时的磷酸锂铁电池进行充放电验证。在48V锂电池的控制中，当电压高于58.4V时，系统会切断对电池充电操作；当电压低于42V时，电池将不允许再进行放电。在转换器进行工作中，可以方便地检测到相位的变化，根据电池中电压的数值确定电池的充放电功率，比如电池电压较低时，采用较大电流进行充电操作。将转换器两端的电压与电流相乘，作为输入端与输出端的功率，输出端与输入端相除后得到转换器的效率。通过计算发现。当电流在5A时效率最高，达到94.2%。而且，大电流时的转换效率普遍比小电流时的高。针对磷酸铁锂电池，以电池1/4倍率进行充电时，效率可以达到最高。

汽车转换器的参数配置为：额定功率1.2kW、输入电压350V、输出电压42～58.4V，内部电容容量1nF，相关的电感线圈为几十微亨的数量级。转换器与传统转换器的区别在于控制部分位于转换器内部，而目前常用转换器的控制部分位于整车总控制器中，实现控制器的模块化设计有利于车联网趋势的发展。

网址：http://ieeexplore.ieee. org/stamp/stamp.jsp? arnumber=6571284

作者：Fu-MingNi et al

编译：张聪