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電動(dòng)汽車用雙向交流-直流轉(zhuǎn)換器

電動(dòng)汽車使用直流-交流轉(zhuǎn)換器不但實(shí)現(xiàn)了車輛電池的充電，而且還可實(shí)現(xiàn)車輛到電網(wǎng)的電能補(bǔ)充。但這種轉(zhuǎn)換器也存在很多不足，尤其是針對(duì)三相交流電，如果采用與普通家用電相同的轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)，將存在效率低、體積大、輸入輸出濾波裝置大的問題，因此需要采用雙主動(dòng)全橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以適用于三相電向直流電轉(zhuǎn)換。根據(jù)三相電的特點(diǎn)，通過相位來控制能量的流動(dòng)，利用3個(gè)相位的周期變化，實(shí)現(xiàn)在低峰電壓處電能的較高速率轉(zhuǎn)化。

在理論分析中，使用LabVIEW仿真驗(yàn)證，硬件測試使用額定電壓為48V，額定容量為20A時(shí)的磷酸鋰鐵電池進(jìn)行充放電驗(yàn)證。在48V鋰電池的控制中，當(dāng)電壓高于58.4V時(shí)，系統(tǒng)會(huì)切斷對(duì)電池充電操作；當(dāng)電壓低于42V時(shí)，電池將不允許再進(jìn)行放電。在轉(zhuǎn)換器進(jìn)行工作中，可以方便地檢測到相位的變化，根據(jù)電池中電壓的數(shù)值確定電池的充放電功率，比如電池電壓較低時(shí)，采用較大電流進(jìn)行充電操作。將轉(zhuǎn)換器兩端的電壓與電流相乘，作為輸入端與輸出端的功率，輸出端與輸入端相除后得到轉(zhuǎn)換器的效率。通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)。當(dāng)電流在5A時(shí)效率最高，達(dá)到94.2%。而且，大電流時(shí)的轉(zhuǎn)換效率普遍比小電流時(shí)的高。針對(duì)磷酸鐵鋰電池，以電池1/4倍率進(jìn)行充電時(shí)，效率可以達(dá)到最高。

汽車轉(zhuǎn)換器的參數(shù)配置為：額定功率1.2kW、輸入電壓350V、輸出電壓42～58.4V，內(nèi)部電容容量1nF，相關(guān)的電感線圈為幾十微亨的數(shù)量級(jí)。轉(zhuǎn)換器與傳統(tǒng)轉(zhuǎn)換器的區(qū)別在于控制部分位于轉(zhuǎn)換器內(nèi)部，而目前常用轉(zhuǎn)換器的控制部分位于整車總控制器中，實(shí)現(xiàn)控制器的模塊化設(shè)計(jì)有利于車聯(lián)網(wǎng)趨勢的發(fā)展。

網(wǎng)址：http://ieeexplore.ieee. org/stamp/stamp.jsp? arnumber=6571284

作者：Fu-MingNi et al

編譯：張聰