半岛·体育-bandao sports电动汽车用非车载充电桩后级DC模块设计与实现随着社会经济的快速发展,能源危机已成为全球性挑战。为应对该挑战,世界各国纷纷加快推动电动汽车产业的发展。建立完善的电动汽车充电基础服务网络,电动汽车产业才能得到更快速的发展[1-3]。然而,电动汽车的充电装置仍存在很多不足之处,例如充电站覆盖率低、充电效率低等问题。因此,需要进一步加强电动汽车充电技术的研究和开发,从而为电动汽车产业的发展提供更好的支持。DC 模块作为非车载充电桩中重要的一环,在发展电动汽车产业中起着关键作用。本文以非车载充电桩后级DC 模块为研究对象,对其主电路拓扑、硬件电路进行研究设计。
本文选用Boost-Buck 变换器作为主电路拓扑,为实现表1 所述的DC/DC 模块技术指标,采用4 路Boost-Buck 变换器并联输出,主电路结构如图1 所示。
根据Boost-Buck 变换器基本工作原理及后级DC模块的技术指标要求,进行变换器的主要元器件的选型与设计,本文重点分析功率开关管、续流二极管及电感的选型。
根据表1 技术指标可知,每路输入最大电压、电流为900V、30A,每路输出最大电压、电流为920 V半岛·体育中国官方网站平台登陆、32.5 A。
2)Buck 功率管:选择1 200 V 的耐压等级,选用英飞凌IMZ120R045M1 型号开关管作为功率管。
铁氧体磁导率较高且很具有很好的稳定性且电导率高且发热小[4]。选择型号PQ5050 作为电感的磁芯。
Boost 感量计算:Boost 电感应在输入电压最小时设计,输入最大电压为500 V,最大输出电压为800 V,根据最大占空比可求得:
DC 模块控制系统主要由主控制芯片DSP、ADC 采样电路、PWM 驱动电路、通信电路、主动泄放电路以及温度检测电路等六个基本单位组成。本文选用的控制芯片是TI 公司32 位DSP TMS320F280049PZQR。本文重点介绍采样电路及驱动电路设计。
图2中有3个电阻分压采集电压做过压保护,分别对应Boost 输入电压过压保护,Boost 输出母线电压过压保护,Buck 输出电压过压保护。
Boost、Buck 两种过流保护电路原理相同。如图3所示,Boost 平均电感电流采样通过串联电阻采集电流至控制芯片DSP 的ADC 口,Boost 平均电感电流限值通过与基准电流比较,最后通过比较器输出至DSP 的ADC 口。
由于数字控制芯片DSP 输出的PWM 信号达不到驱动MOSFET 所需的功率大小,所以对DC 模块来说功率开关管驱动电路的设计必不可少。Buck、Boost 电路两个驱动MOSFET 电路相同,均以推挽电路作为驱动电路核心。本设计中的通信系统采用CAN 通信方式,选用ISO1050DWR 芯片作为通信芯片。
图4 为输入800 V、输出800 V满载电压纹波波形图。由图可计算得知输出纹波0.49%;输出电流纹波3.6%。满足设计要求。
Boost 电路开关管与续流二极管最大应力是由输入电压决定;Buck 电路开关管与续流二极管最大应力是由输出电压决定。在DC 模块运行10 kW 工况下,Boost 电路升压至最高母线 V时可测得开关管、续流二极管最大应力如图5。
Boost 开关管DS 两端最大电压值为1 050 V,Buck开关管DS 两端最大电压值为1 010 V。Boost 续流二极管两端最大电压值为1 020 V,Buck 续流二极管两端最大电压值为1 000 V。1 200 V 的开关管与续流二管电压应力满足设计要求。
本文基于一路Boost-Buck 变换器来研究非车载充电桩后级DC 模块。根据DC 模块系统技术指标,提出了采用4 路Boost-Buck 变换器并联输出构成DC 模块模块主要拓扑,对变换器主电路功率器件进行选型和设计;根据本文非车载充电桩 DC/DC 系统设计指标对系统进行硬件电路设计;搭建DC 模块实验平台,利用实验平台对主电路波形进行了分析,验证了系统满足设计指标的要求。
[2] 徐秋莹,宴合敏.低碳设计背景下的电动汽车产业发展策略[J].企业经济,2011,1.
[3] 李立理,张义斌,周原冰,等.我国发展电动汽车充电基础设施若干问题分析[J].能源技术经济,2011,23(1):6-10.
新能源 汽车具有环保、节约、简单三大优势。在纯 电动汽车 上体现尤为明显:以 电动机 代替燃油机,由 电机驱动而无需自动变速箱。相对于自动变速箱,电机结构简单、技术成熟、运行可靠,甚至被视为中国在新能源汽车行业实现汽车工业“弯道超车”的希望领域之一。新能源电动汽车主要是由电机驱动系统、电池系统和整车控制系统三部分构成,其中的电机驱动系统是直接将电能转换为机械能的部分,决定了电动汽车的性能指标。因此,对于 驱动电机的选择就尤为重要。 电动汽车的驱动电机要求有以下几个特点: 宽广的恒功率范围,满足汽车的变速性能 启动扭矩大,调速能力强 效率高,高效区广 瞬时功率大,过载能力强 功率密度大,体积小,重量轻
现在电动汽车的发展越来越快,而电动汽车电机的研发,更是引起了大家的关注,不过真正了解电动汽车电机的人却寥寥无几。小编为大家搜罗多方资料,为大家好好讲一下电动汽车电机的知识。让我们一起探讨下高科技的汽车心脏! 电动汽车电机的地位 电控系统是电动车的大脑,指挥着电动汽车的电子器件的运行,而车载能源系统是电控系统中的核心技术,它是衔接电池以及电池组和整车系统的一个纽带,其中包括电池管理技术,车载充电技术以及DCDC技术和能源系统总线技术等。因此车载能源系统技术日益成为产业应用技术研究的重要方向,并且,也日益成为产业发展的重要标志。目前,该技术已经成为制约电动汽车产业链衔接和发展的重要瓶颈。 电动汽车电机的产业化转型
MCU解决800V电动汽车牵引逆变器的常见设计挑战的3种方式 文章中讨论的其他器件:AM2634-Q1 电动汽车 (EV) 牵引逆变器是电动汽车的核心。它将高压电池的直流电转换为多相(通常为三相)交流电以驱动牵引电机,并控制制动产生的能量再生。 电动汽车电子产品正在从 400V 转向 800V 架构,这有望实现: • 快速充电 – 在相同的电流下提供双倍的功率。 • 通过利用碳化硅 (SiC) 提高效率和功率密度。 • 通过使用更细的电缆减少相同额定功率下 800V 电压所需的电流,从而减轻重量。 在牵引逆变器中,微 (MCU) 是系统的大脑,通过模数转换器 (ADC) 进行电机控制、电压和
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Electra希望打造适合中档消费者的环保超跑,从而在当前的电动汽车市场取得性能、价格和类别领先。Electra是力量与革新的终极象征,采用最先进的电动汽车技术。 Electra的首要任务是将目前的ICE(内燃机)汽车市场中50%的汽车替换成电动汽车,从而对环境产生更大的影响,而不是为公司带来超额利润。 “在观察电动汽车市场时,我们注意到电动汽车要么价格非常高昂,要么外观对客户群没有吸引力,为了提升客户的兴趣,我们决定设计和制造一款将会定位为超跑,同时又让中等预算的客户能够买得起的汽车;” EV ELECTRA LTD创始人J Mohammad说道。 EV Electra Limited的使命是支持和加快世界向可持
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推出电动汽车(EV)的通告已经铺天盖地地席卷了全球。这些标题的吸睛点和不同点在于电动汽车远程驾驶能力超越了目前的200至300英里范围:目前,在所有驾驶情况和条件下,电动车辆皆可与基于内燃机的车辆媲美。 电动车获得成功的一个关键因素在于消费者的接受度。由于 锂电池 价格下降,各地区的短期法规支持,消费者预计电动汽车的价格会出现下降,因此并不担心价格问题。但是,他们更关心充电速度是否加快,或者说充电时间是否减少。已经习惯于几分钟内加满油箱的消费者们会有耐心等待充电吗? ICE车辆加满油耗时不到五分钟,而电动汽车充满电池组的耗时明显更长。再者,充电桩的数量稀少,这意味着消费者甚至可能需要排队充电,使得充电耗时更长。
随着电池作为电源使用而日益受到欢迎,又出现了一种同样强劲的需求,即最大限度地延长电池的使用寿命。电池不平衡 (即组成一个电池组的各节电池的充电状态失配) 在大型锂离子电池组中是个问题,这个问题是由制造工艺、工作条件和电池老化的差异造成的。不平衡可能降低电池组的总容量,并有可能损坏电池组。不平衡使电池从充电状态到放电状态都无法跟踪,而且如果没有密切监视,可能导致电池过度充电或过度放电,这将永久性地损坏电池。电池制造商按照容量和内部电阻对混合电动型汽车以及电动型汽车电池组中使用的电池进行分类,以在交付给客户的特定批次中,减少电池之间的差异。然后,再仔细挑选电池来构成汽车电池组,以改善电池组中每两节电池之间的匹配。理论上,这应该能防止电
研究机构Research and Markets最新报告预测,至2025年,电动车无线年期间的年复合增长率将到117.56%。 报告称,对电动汽车和插电式混合动力汽车不断增长的需求推动了无线电动汽车充电市场的整体增长。电动汽车无线充电系统制造商正在加大研发投资,同时,大型整车制造商与厂商之间的合作伙伴和合资企业数量也在不断增加。这为全球电动汽车无线充电系统创造了增长机会。 无线充电技术允许电动汽车在不使用电线或电缆的情况下、通过嵌入在道路和停车位的无线充电源板自动连入电网进行充放电,使用方便安全,可以有效利用汽车电池容量、减轻车体重量、增加车辆续航里程。 换句话说,无线充电技术发
的下一个挑战:动态无线充电技术 /
电动汽车 (EV)普及率的上升激发了市场对优化设计、降低成本和提升车辆运行效率的需求,并为产品测试提出了新的难题。各种功率转换器和牵引逆变器构成了电动汽车动力总成子系统的核心,必须通过测试方可使其达到最出色的效率水平。尽管SiC/GaN等宽禁带半导体器件能够为此提供积极的支持,但我们仍有其他测试难题需要应对。 800V动力总成架构的引入堪称一次里程碑式的飞跃。下面我们就来了解一下,目前存在哪些与800V电动汽车动力总成架构有关的设计和测试难题。 1 利用800 V系统解锁应用潜力 800V动力总成架构指的是标称工作电压为800V的电动汽车上的电气系统。与目前的电池电动汽车(BEV)普遍采用的400V动力总成架构相比,该架构
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