浅析电动汽车充电电源并联均流技术

张家贵+刘洋+赵浪

摘 要：电动汽车充电电源大部分采用多个充电电源并联完成大功率输出。在此系统的基础上，可以对电动汽车充电电源多个关键技术进分析，基本研究包括PFC整流技术研究、线性稳压电源技术研究、电压型开关电源技术研究、电流型开关电源技术研究及软开关技术研究等，文章重点研究了电动汽车充电电源通常采用的各种并联均流技术。

关键词：电动汽车；充电电源；并联均流技术

电动汽车以电代油，可有效减少车辆环境污染，缓解交通运输行业对石油资源过度消耗。电动汽车环保节能，是建设资源节约型、环境友好型社会和实现可持续发展的重要手段，当今世界面临资源不足、环境污染等问题，电动汽车由于其良好的性能和比肩传统汽车的驾驶体验而成为了当下汽车行业新宠。越来越多的国家、企业投入到了电动汽车的成长行列中，我国也加大了对电动汽车行业的投入和支持，尤其是纯电动汽车。国际上纯电动汽车技术日趋成熟，纯电动汽车已成为新型、适用、环保的代名词，也是将来我国汽车产业重点发展和加大投入的重要方向。

1 技术领域及背景

“充电电源模块并联均流”方案的采用，主要是由于单台充电电源模块的输出电流、功率不能满足电动汽车大容量电池快速充电的需求，因此在實际使用中采用模块并联的构造方法，用一定规格的模块式电源并联来达到充电电源大的电流输出和功率输出的目的。一般情况就是电源模块输出之间的并联，必要的时候采用每个模块相等的负载电流，或者会出现一些并联的模块的轻载运行，有的甚至会过载的情况，输出的电源不但不能为其供电，还会成为电压输出模块的负载，也就很容易导致其损坏，所以对于电动充电电源之间模块需要进行统一处理，必须采用一定的均流技术，以此在增加电源输出功率的同时提高电动汽车充电电源的可靠性等各项性能。

2 充电电源并联系统不均流的原因分析

根据输出的类型，一般可以对电源分为恒压电源和恒流电源。对恒流电源进行并联，由于系统中电流很多的反馈没有及时有效的处理，所以对于系统输出电流将会因为反馈系数对相同的数据保持差别，也就不会采用恒压电源进行，但是在对处理的时候，系统并联设计需要进行及时的分析，全面的了解系统的设计方案，保证各个输出的恒压电流的性质，也就导致输出的电压之间存在很大的差距，所以需要采取一定的均流电源技术。根据使用的开关电源的结构和恒压电源的输出的特征进行分析，对输出的均流电源进行及时的总结，具体来说，对于引起系统不均流的原因主要包括以下三种，就是对反应系统和电源输出的电流的差异性、输入到负载的衔接电阻不匹配、外部寄生参数不一致。依据体系不均流缘故原由，则可以采用主动均流技术确保各模块间电流被主动平均分配，从而确保体系统各并联模块均处于同等功率输出状况。

3 充电电源并联均流技术的分析

3.1 输出阻抗法

在日常的工作中，电源模块的输出阻抗并联输出法也被称作电压调节率法，这种方法是通过调节开关变换器的外特性即调节输出阻抗，达到并联模块均流的目的。

输出阻抗法在实际工作过程中，是最容易实现多个模块电源均流输出的方法，这种方法的本质是采用开环控制，因此在小电流时很容易造成电流分配特性差、重载时不均衡等问题。在工作过程中，为很好的满足每个模块的使用要求，还要对个别的模块进行有效的调整，还要对出现的问题及时的指出，对很多的电流影响因素进行分析，对于元器件的容差、元件老化、物理条件改变使元件性能的变化有差别等。在用输出阻抗法实现均流的电源系统运行一段时间，电流分配又会不均匀了。

3.2 主从设置法

对主从设置法主要就是指电源在并联系统中n个电源模块的使用中，通过对每个电源模块的主电源的设置，对其他在电源模块的跟踪过程中，保证输出的电流。主从设置法适用于电流型控制的并联系统中，这种均流控制的精度很高，但主要缺点是一旦主控模块失效，则整个电源系统不能正常工作，因此这个方法不适用于冗余并联系统。

3.3 自动均流法

对于自动均流法就是根据温度的相应控制，保证并联系统的分率分配方法，对各个模板的电源之间进行不同的并联处理，同时根据模块自身的温度对现实的功率进行相应的调节，一般情况都是系统的电流控制的实现，所以需要对系统中各个模块的电源的所占比例的分析，采用温度控制的方法，各模块的功率是由该模块的温度决定的，而不是电流，从而使各模块内部温度趋于相等。这样，在最低成本下达到最高的可靠性。

3.4 强迫均流法

强迫均流是通过监控单元模块实现均流控制，一般通过软件控制来实现：并联电源系统监控软件通过计算和比较各并联电源模块的输出电流与系统平均电流，然后再调整个别电源模块输出电压，使其电流与平均电流相等。这种方式易于实现、均流控制精度高，但其瞬态响应比较差、调节时间长、成本高。

4 结束语

本文介绍和电动汽车充电电源并联均流问题的提出，详细地讨论了一些充电电源并联均流技术的原理及优缺点。随着电动汽车及其充电电源技术的发展，针对不同充电系统的要求，基于各种智能化的检测、运算和控制，可以更好地采用复杂的控制策略，实现均流冗余、故障检测、热拔插维修和模块的智能管理。

参考文献

[1]高玉峰.充电电源模块并联均流系统的研究[J].电源技术，2011，02.

[2]马骏.一种充电电源并联系统自动均流技术的研究[J].电源技术，2011，08.

[3]单晓宇.一种电流自平衡充电电源并联技术[J].电器与能效管理技术，2014，21.

[4]王新宽，魏殿杰.软开关自主均流智能直流电源装置的设计[J].电工技术，2004，3.

作者简介：张家贵（1987-），男，湖北荆门人，中级工程师，研究方向：嵌入式软硬件。

刘洋（1987-），男，湖北荆门人，助理工程师，研究方向：电力电子技术。

赵浪（1987-），男，湖北荆门人，研究方向：电力电子技术。