汽車電解電容器式雙向電池充電器研究

提出了一種雙向電池充電器，用于電動汽車的電網(wǎng)與車輛、電網(wǎng)與電網(wǎng)和汽車與家庭之間的雙向充電。所提出的充電器采用正弦電流充電，以減少電解電容器的使用。使用非調(diào)節(jié)串聯(lián)諧振變換器調(diào)節(jié)輸出電壓，并實現(xiàn)零電流對開關(guān)電路進行導(dǎo)通和關(guān)斷。同時，采用交流-直流轉(zhuǎn)換器控制各種模式及其模式變化，使整個控制方案簡單，模式間無縫變化。在實驗室中建立了一個3.3kW的充電器原型，以驗證所提出的汽車電解電容器式雙向電池充電器。

由于該種雙向電池充電器的充電電流是正弦形式的，當(dāng)其充電頻率是通用充電器頻率的2倍時，其在整個充電負荷范圍內(nèi)的效率較高。采用零電流開關(guān)，交流-直流轉(zhuǎn)換器不僅可以控制功率因數(shù)的校正，而且可以切換電動汽車的電網(wǎng)與車輛、電網(wǎng)與電網(wǎng)和汽車與家庭之間進行連接雙向充電的工作模式，從而簡化模式切換的控制方案。

在常規(guī)方法中，雙向電池充電器中的逆變器和直流-直流轉(zhuǎn)換器都參與控制和模式改變，而本研究所提出的方法中，直流-直流轉(zhuǎn)換器不參與調(diào)節(jié)，并且逆變器只起控制和模式切換的作用。因此，所提出的方法可以實現(xiàn)平穩(wěn)的電流轉(zhuǎn)換。

雙向電池充電器的內(nèi)部控制系統(tǒng)能夠?qū)γ糠N操作模式之間進行無縫切換。同時，3.3kW原型充電器的試驗結(jié)果也驗證了基于PID的閉環(huán)控制方法（控制充電穩(wěn)定快速的方法）能夠有效地對電池充電。該充電器在600W時，其峰值效率在充電模式下為95.7%，在放電模式下為95.4%，可以達到一個很高的水平。

刊名：IEEE Transactions on Power Electronics（英）

刊期：2017年第9期

編譯：田甜