基于GaN器件与磁集成技术的车载充电机实验平台研究

随着新能源汽车的普及,对车载充电机的要求越来越高。为了有效提升整机效率和功率密度,将GaN器件与磁集成技术应用于车载充电机,进行了实验平台研究。基于GaN器件设计了两级式车载充电机拓扑结构与外围电路,通过制作磁集成平面变压器,优化了CLLC变换器,完成了整机控制程序设计及2kW车载充电机实验样机搭建,并对样机进行了实验测试与波形分析。实验结果表明,实验样机具有良好的稳态特性与动态特性,整机功率因数在0.98以上,满载峰值效率达到95.22%。该平台能够帮助学生加深对电力电子技术的认识,掌握新型电力电子器件的特性及应用,锻炼实践操作能力,提高相关课程的教学质量。

基于电流检测电流注入的车载充电机EMI混合滤波器设计方法

针对目前车载充电机传统无源滤波器低频性能差的问题,在传统车载充电机无源滤波器的基础上加入有源反馈回路,提出了一种基于电流检测电流注入(CSCI)的车载充电机电磁干扰(EMI)混合滤波器设计方法,并给出了车载充电机混合滤波器结构及分析和反馈回路设计过程。实验结果表明,提出的新型EMI滤波器方案与已有车载充电机无源滤波器方案相比,传导测试和辐射测试结果都有大幅度的提升。

基于PWM软开关技术的智能充电机的设计与实现

针对由工频变压器和整流电路组成的传统充电机存在体积大、不便运输、可靠性差等缺陷,采用无工频变压器开关电源技术,按照蓄电池充电特性曲线特点,采用恒流-恒压(CC-CV)充电法,进行系统方案及主电路设计,并使用整流—Buck降压斩波模式和PWM软开关技术控制充电机电路。实验表明,与工频型充电机相比,该方法能显著延长蓄电池使用寿命。

动车组充电机直流支撑电容寿命评估方法研究

充电机是动车组直流供电系统的核心环节,而直流支撑电容是充电机中的关键元件,如何准确评估直流支撑电容的寿命状态对充电机的故障预测及修程修制的合理安排具有十分重要的意义。针对此问题,对动车组充电机直流支撑电容失效机理进行分析,研究不同失效模式对电容退化程度的影响及对应的失效判据;在此基础上,提出一种基于阿伦尼斯模型的电容双应力加速寿命模型;为验证所提模型的正确性,开展基于不同纹波电流和温度的加速寿命实验,通过加速寿命实验确定电容实际失效时间,其与电容双应力寿命模型计算所得的电容理论失效时间相比,误差小于8.7%,验证了所提电容双应力加速寿命模型的正确性。在此基础上,进一步提出动车组充电机直流支撑电容寿命评估方法,实现动车组充电机直流支撑电容在实际运营工况下寿命的准确评估。

基于远程非车载充电机的现场校准方法研究

为了提高非车载充电机现场校准能力、改善现有技术中校验效率滞后等问题,设计了一种基于远程非车载充电机的现场校准方法。该方法通过CS5464非车载电机电能计量芯片实现非车载充电机电能计量与检测控制。在检测控制时,设计电压、电流计量电路检测等。在电能量计算时,通过MSP430FG4619核心微控制单元(MCU)芯片实现数据信息,如电压和电流的幅值、波形、频率和相位等的计算与控制。这些数据信息多角度、多方面地呈现非车载充电机工作参数信息。通过这些数据信息,可以全面反映现场校准情况、提高非车载充电机现场校准精度。通过模板校对算法,可以实现高精度非车载充电机现场校准核对,提高现场计量与核对能力。试验结果表明,该方法误差低。该方法为下一步技术研究提供新思路。

前级可变车载充电机双闭环区间二型模糊控制研究

现有车载充电机拓扑结构无法兼顾单相和三相交流电,控制策略难以实现宽范围电压的动态调节和高精度、低抖动的输出。针对上述问题,提出一种双闭环区间二型模糊控制的前级可变车载充电机。在图腾柱功率因数校正电路结构上,增加第三桥臂和对应的控制开关,设计出前级可变电路;选用LLC谐振电路作为车载充电机的后级电路。基于此拓扑,提出区间二型模糊电压外环和区间二型模糊电流内环的双闭环控制策略。经仿真分析验证了所提拓扑结构能够兼容两种规格交流电的可行性。同时,所提控制策略的系统输出与电压外环电流内环的双闭环PID和一型模糊双闭环PID相比,有了明显改善。

基于陶瓷绝缘导热结构的高压充电机模块设计

为了让电压等级较低的IGBT能够应用于耐压要求较高的充电机系统,需要从结构方面进行特殊设计,文章介绍了一款针对此设计的基于陶瓷绝缘导热结构的高压充电机模块。该绝缘导热结构在IGBT和散热器之间设置了陶瓷片,并在散热器表面的IGBT固定部位设计了受力可靠、绝缘性能良好的金属嵌件,使得IGBT对地绝缘耐压得到加强。通过对充电机模块的热仿真,以及金属嵌件结构的力学性能试验、IGBT绝缘耐压试验、模块温升试验和冲击振动试验等,证实了该充电机模块散热性能优异、绝缘性能良好,且结构安全可靠。

面向充电机通信协议一致性测试的用例自动生成方法

现有的充电机和新能源汽车电源管理系统(BMS)之间的通信协议一致性测试方法主要由专家经验设计测试用例,这种方法缺乏理论支撑,导致测试覆盖性弱,测试结果缺乏说服力,较难形成行业标准.为了解决上述问题,提出一种基于有限状态机(FSM)的充电机与BMS通信协议一致性测试方法.首先,通过对GB/T 27930—2015协议的详细解读,分析充电机和BMS之间的通信过程,使用FSM形式化语言描述充电机和BMS之间的充电过程,保证协议的不同实体之间的通信一致性.其次,在FSM的基础上利用唯一输入输出(UIO)序列计算测试序列,进而得到最终的测试用例.在生成测试用例时,采用递归算法考虑前置用例,让每一个测试用例都有完整的输入输出.最后,生成的用例结果表明,基于FSM的一致性测试方法不仅使得充电机与BMS间的通信协议一致性测试过程有了理论支撑,而且相较于基于专家经验的手工设计测试用例方法具有更强的复用能力.

一种适用于充电机的IGBT高频驱动电路

随着国内地铁行业的快速发展,辅助系统充电机所用绝缘栅双极晶体管(IGBT)的开关频率已经可以达到上百千赫兹,一般的驱动器已经无法满足高频条件下对驱动信号的要求,IGBT高频驱动成为当前的研究焦点。基于MOS管开关速度快的特性以及比较器高精度、良好的稳定性、灵敏性、开关等特性,设计了一款IGBT高频驱动器。比较器把接收到的驱动信号转换为两路不同的驱动信号传输至PMOS管与NMOS管,从而实现IGBT高频驱动功能。搭建实验平台,经测试IGBT高频驱动开关频率可以实现100 kHz。和传统驱动电路对比,IGBT开关频率提高了50 kHz,实现了IGBT开关频率高频化。研究成果对大功率IGBT及SiC MOSFET驱动技术的应用具有一定的参考价值。

一体式充电机与分体式充电机的充电效率研究分析

随着充电技术的发展,直流充电机按照结构形式分类可分为两种结构形式,即分体式充电机(下称“充电堆”)和一体式充电机。本文通过对两种类型充电机充电充量、充电功率利用率进行现场对比研究,为充电场站建设成设备选型,充电产业健康长远发展提供理论依据。

CRH5A平台动车组充电机接地故障整治方案研究

针对CRH5A平台动车组发生充电机内部短路、接地故障,从故障源头角度出发,一是在原有设计基础上增加预控制接触器,该接触器控制预充电回路,可实现接地时有效电路阻断;二是异常状态反馈给控制板,由原来被动方式改为主动方式,增加内部短路过流故障检测和锁存,上电识别故障后控制主接触器断开,保证接地故障发生后有效断开中压母线;三是对充电机结构进行改造升级,增加挡泥板,从源头上防止接地故障的发生。通过以上3个方面实现充电机接地故障源头整治、中压母线接地后有效阻断等功能。经过实车检测试验,考核效果良好,可以作为充电机接地故障整治方案全路推广应用。

提高某型航空蓄电池电源车充电机保护值的稳定性分析与研究

航空蓄电池电源车是为航空领域研发的移动式电源装置,为飞机提供起动电源和保持电源,车载充电机是一种高效便携式充电设备,可快速、安全地为进行充电。充电机保护值的稳定性直接影响到该型航空蓄电池电源车工作可靠性。本文通过对可能影响充电机保护值稳定性的因素进行分析,并提出了可靠解决措施,有效解决了充电机保护值稳定性质量问题。

车载充电机高效率高功率密度的关键技术研究

随着电动汽车的普及与发展,对车载充电机的性能要求日益提高。高效率和高功率密度是车载充电机设计的关键指标,直接影响充电速度和能量利用效率。本文围绕车载充电机高效率高功率密度的关键技术展开研究,包括高效功率转换技术、热管理技术、高功率密度拓扑结构设计等多个方面。通过优化电路设计、控制系统设计以及软硬件实现,实现了车载充电机性能的综合提升,为新能源汽车的快速充电提供了有力支持。

电动汽车智能充电机设计研究

本文研究了电动汽车智能充电技术,提出了一种新型的智能充电机设计方案,在提高充电效率和安全性的同时,实现了对充电过程的智能监控。该设计方案对推动电动汽车普及、提高充电便捷性具有积极意义。

车载充电机离车检测仪的设计与开发

随着新能源汽车的广泛使用,传统汽车维修技术越来越难以适应新能源汽车的维修需求。本文针对新能源汽车常见的车载充电机离车检修问题,开发安全、小巧、便捷的车载充电机离车检测仪,研究离车检测仪控制策略,设计与验证离车控制电路,采集与转换车载充电机的控制信号,从而完成了车载充电机离车检测仪的开发。本文可为车载充电机离车检测仪的设计与开发提供参考,促进新能源汽车维修方式的转变。

非车载充电机检测试验台方案设计

在世界能源和环境问题日益严重的背景下,发展新能源汽车已是必然选择,而作为新能源汽车电能输入装置——非车载充电机必将兴起。文章依据GB/T 18487.1-2017、GB/T 27930-2015、GB/T 34658-2017、GB/T 34657.1-2017、NB/T 33001-2018和NB/T 33008.1-2018标准相关要求,对非车载充电机检测测试平台进行了方案设计,详细分析了交流供电系统、直流负载系统、数据采集系统等,平台建设完成后,可以满足550 kW以下非车载充电机试验。可以对非车载充电机及相应的功率模块完成安规综合性能、电参数性能、通信协议一致性、互操作性等方面的试验。

基于场地电动车柔性分配功率充电机的研究与应用

随着场地电动车的广泛应用,其充电需求日益增长,特别是对于内置电池多样性的充电解决方案。针对这一问题,研究并设计了一种非车载低压快速充电机,该充电机能够智能地分配功率,以适应不同电动车的充电需求。首先详细阐述了柔性功率分配的技术原理,以及优化功率分配算法。然后介绍了充电机硬件构成的几个核心模块,包括:主控制器、功率模块(分为前级AC/DC和后级DC/DC)和功率分配单元。最后介绍了充电机的软件业务实现逻辑,通过硬件和软件的综合设计,实现了充电过程的智能化和自动化。该研究的创新之处在于提出了一种新型的快速充电解决方案,通过柔性分配功率,达到减少充电时长,节能增效的目标。

直流系统充电机在变电站中的智能化管理与控制技术

文章探讨了直流系统充电机在变电站中的智能化管理与控制技术。首先介绍了直流系统的组成与工作原理,进而详细阐述了智能化管理方案,包括智能化监控、远程控制、能效管理、预防性维护等方面。文章还提出了针对直流系统充电机的控制技术方案,如高频开关电源技术、N+1冗余设计、智能化监控与管理、蓄电池管理优化方案。这些方案和技术提高变电站直流系统的稳定性、可靠性和能效,从而满足现代电力系统对高效、安全、环保的需求。

一种非车载充电机辅助电源PFC电路

针对非车载充电机需要校正功率因数的情况,设计了一种应用在非车载充电机辅助电源上的无桥Boost PFC电路,采用了改进检测电路的平均电流模式控制方法,分析了电路工作模态和控制原理,搭建了仿真模型和实验电路。结果表明,额定条件下功率因数达到0.98以上,满足应用要求。

用单片机控制的新型车载式快速充电机的设计

介绍了用MCS51单片机设计的车载式快速充电机系统，并对原理和方法作了系统论述，给出了部分硬件和软件设计框图。该系统解决了现场车辆使用的蓄电池的不拆卸充电问题。