摘要:电动汽车由于具备绿色环保，能耗低，操作简单等优点越来越受到消费者的青睐，大有取代传动燃油汽车的趋势。作为电动汽车的动力源泉，动力电池的性能和寿命对电动汽车的性能和消费者的体验有着重要影响，因此设计出一款能够减缓电池因充放电而导致容量衰减的高性能充电器很有实际意义。本论文以磷酸铁锂电池为对象，针对其电池特性选用恒流恒压的两段式充电模式。文中首先设计了将220V家用单相交流转换成稳定直流电的全桥变换整流滤波电路，包括详细的参数计算。之后设计了通过PI调节器调节主电路电流电压的控制电路，并且设计了过流保护、欠压保护、电池温度监控、短路保护等充电保护电路。为了便于电动汽车整体控制系统的控制，设计了单片机最小系统便于对电池的检测和管理。为保证充电器的稳定工作设计了散热器。

  

关键词  磷酸铁锂电池；全桥变换；双闭环；单片机

 

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 选题背景及意义-1

1.2 国内外电动汽车发展概述-1

1.3 本文的主要研究工作-2

2充电器系统总体方案-3

2.1 充电器原理-3

2.1.1 电池选择-3

2.1.2 磷酸铁锂电池充电特性-3

2.2 充电器需求分析-4

2.3 充电器技术指标-4

2.4 充电器总体设计方案-4

3 充电器主电路设计-7

3.1 主电路拓扑选择-7

3.2 充电电路主要参数计算-8

3.2.1 输入整流滤波电路计算-8

3.2.2 高频变压器设计-9

3.2.3 IGBT的选型-10

3.2.4 输出高频电感的计算-10

3.2.5 输出滤波电容的计算-11

3.2.6 隔直电容的选取-11

3.2.7 输出整流二极管的选取-12

3.2.8 辅助电源设计-12

4 控制电路设计-14

4.1 调节器设计-14

4.1.1 PI调节器-14

4.1.2 充电控制策略-15

4.1.3 闭环控制-15

4.2 PWM波产生电路设计-16

4.3 驱动电路设计-19

4.4 A/D转换电路-20

4.5 单片机和显示系统-21

4.5.1 单片机最小系统-21

4.5.2 液晶显示屏显示电路-22

5 采样电路设计-24

5.1 电压采集电路-24

5.2 电流采集电路-25

5.3 温度检测电路-25

6 保护电路设计-27

6.1 主电路软启动电路-27

6.2 过压过流保护电路-27

6.3 电气防护单元-29

6.4 散热设计-29

结论-30

致谢-31

参考文献-32