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摘要：电动汽车的车载充电器是连接车辆高压线和低压线的基本设备，其主要作用是将电力电池输出的高压直流转变为低压直流，为车辆辅助设备供电，并为车辆电池充电目前，大部分新能源汽车采用全绝缘桥式DC/DC电路作为主要拓扑结构，其特点是电压变化范围广，抗干扰能力强，由于采用了绝缘变压器，高压侧和低压侧均采用绝缘方式.

关键词：充电机;全桥隔离型DC/DC电路;蓄电池;闭环控制策略

引言

由于环境污染日益严重，而且电动汽车已成为今后运输的主要手段，储能是电动汽车的一个重要组成部分，储能的性能不仅取决于电池本身，而且取决于电池的使用和充电方式，因此充电一般来说，电池充电器有两种类型：车载充电器和非车载充电器。汽车充电器比较方便，晚上可以从家用插座充电，白天可以在工作场所或购物中心充电。因为汽车充电器在车上，所以重量轻、体积小是最好的，当然重新充电也很重要。

1主电路原理

全桥隔离DC/DC电路的拓扑如图1所示，其中vin是输入端直流电源，对应于电车内储能电源的输出电压。四个IGBT Q1至Q4开关管组成全h桥，两个Q2开关管和Q3开关管组成一个超前桥臂，两个Q2开关管和Q4开关管组成一个滞后桥臂，各桥臂的两个开关管相互连接，驱动信号相差180°， 两桥臂之间的相移角度在移相阶段进行调节，可以通过调整相移角度的大小来更改输出能量的大小。 Lr电感是利用T1隔离变压器的漏感组成的谐振电感，二次变压器连接整流二极管D1和D2，Lf和Cf形成的滤波电路将整流装置获得的高频脉冲电压转化为直流电压平滑。

2车载充电机的分类

1）目前，车载充电机分为车载铅酸和车载锂电池充电机，其低压平台主要为60V和72V，功率规格分别为1.3kW、1.5kW和1.8kW，高压平台主要为96V、144V、288V、320V、346V和576V。功率规格主要为3.3kW和6.6 kw。冷却方法主要是液体冷却。

（2）根据一体化程度，集成程度可分为物理集成和板集成。市场上的集成充电组目前由两个部件（OBC&DC）和三个部件（OBC&DC&PDU）组成，其优点是，在充电系统集成后，可以共享控制电路和部分功率电路，从而节省成本，避免布置困难。

3控制电路工作原理

交流直流变换器控制电路由蓄电池电压环、蓄电池电流环和电网侧电流环三部分组成。网侧电流环为控制输入电流跟随网侧电压的环路。蓄电池输出的控制，其外环为电压环，内环为电池电流环。串联闭环控制方法很好地解决了以往并联双闭环控制电池电量容易下降的问题。这些环路的连接方式为串联连接，使系统能够更快地作出响应，更好地抵御干扰，并最大限度地提高控制效果。

4新能源汽车发展所存在的问题

在倡导新能源汽车作为未来发展趋势后，政府部门进行了大程度的支持和补贴。但是很多企业和个人不能明确其中道理，出现了一些谎报成果制造不合格产品来骗取政府补助的企业和个人;为了获得利润盲目模仿、随意装配、不对消费者安全负责的企业和个人，汽车的装配零件不符合生产要求，粗制烂造。而认知研发的企业和个人少有，很多企业只是敷衍了是，发表一些表面上先进科学的理论言论，不能对实际效果负责。正是由于这样获得名利的企业和个人很普遍，导致真正致力于新能源汽车研发的企业和个人的努力不能得到好的回报，在这样一种情势驱使下，导致研发者不能潜心致力于前沿技术得研究与探索，而是致力于何如应付消费者和政府，以谋取利益。正是在这种浮躁背景下，我国现阶段新能源汽车企业大多都技术不达标，但对于企业来说反而也是一个好的机会，去做好企业发展规划，打好自己品牌，争取做到行业的先行者。这时候企业在新能源汽车核心技术需要从国外引进，这样不利于发展利益进行自我研发。新能源汽车存在得另一大难题是很难在短时间内全国普及。一方面在技术上不完善，技术研发也需要巨大得资金投入，没有足够的资金很难短期内获得重大突破;另一方面是，人们对新能源汽车认知不够透彻，热爱程度还停留在传统汽车上，不愿意去尝试新能源汽车这类新型事物。国家对新能源汽车的普及迫在眉睫，投入资金支持行业发展，有些企业却步子迈大，大量生产超出实际需求，求规模不求质量，大规模的生产不注重环境保护，工厂的废料排放来不及处理，这已经形成较为恶劣的竞争形式，使得核心技术上没有得到较大提升，却对环境造成恶劣危害。

5电压环

电压环控制是多闭环控制系统的外环，由给定电压参考、电池端电压反馈检测、比例调节和幅值限制组成。电压环的作用是：比较给定电压参考和反馈电池端电压后，得到误差电压，再经过比例调节和幅值限制后，输出到电流环。开始时误差电压信号较大，电压环进入饱和，达到极限值。此时输出的为极限值，给出恒流指令信号。因此电压环等同于开环状态，反馈不起作用，此时电池末端电压不断增加，直至达到参考值后，电压环开始退出饱和。

6电流环

电流环控制是多闭环控制系统的内环，由给定电流参考，电池端电流反馈检测、比例调节和幅值限制组成。电流环的电流参考由电压环的输出给定，并且与电池反馈电流比较得到电流环误差，接着经过比例调节和幅值限制后，输出到电路的驱动开关管。电流环可以控制给蓄电池的电流大小，其有两个作用：一为限制给蓄电池的最大电流，二为作为电压外环的内环，控制蓄电池的电压，实现双闭环

7车载充电机的外部连接和充电流程

车载充电器外部电路连接分为直流输入、直流输出和信号连接三部分。信号端口包括can、dog、负载联锁、负载闹钟、电子锁打开和关闭、低压电源等信号。1）嵌入式铅酸充电器电路的连接比较简单。根据成本考虑，直流输出通过应急开关和熔断器直接连接蓄电池正负极。插入充电枪后，充电输出端检测到电池电压在正常电压范围内，根据6个铅酸电池充电曲线的恒流充电，部分嵌入式充电引擎按脉冲充电。2）视锂电池的充电安全特性而定，集成锂电池充电过程比嵌入式铅酸充电器复杂，需确认输入、充电体和输出连接的连接和自检;首先，插入交流充电器后，在确认车辆端口与直流电源端口之间的连接后，车辆控制装置执行电子锁定指令，S1切换到PWM状态，此时检测点电压为9V，当车辆控制装置 完成充电状态确认，自检后充电引擎未出现故障，正常连接后，控制装置检测到点1电压为6V，启动充电过程， 发送充电报警至BMS，并根据加热指令执行相应的充电过程，当电源已满或操作人员停止将电机加载到电源设备时，车辆控制设备断开开关S2、电源控制设备控制开关。

8充电控制策略

首先用电流4.4A给恒流电池充电，确定电池末端电压是否大于28.2V，如果满足条件，进入输出恒压阶段;蓄电池充电电流小于4.4A前，应施加恒压。为了满足蓄电池的负荷要求，其中负荷v是负荷输出端的电压，ibatter是蓄电池的负荷电流。Vref和iref分别导出系统配置的DC/DC转换器电池的参考电压和参考电流。将实际反馈值与参考值进行比较后的误差值输入到PI调节模块中，PI算法控制桥h的开关管Q1、Q3和Q2、Q4之间的θ位移角的大小，范围为[ -φ、φ]。最后通过进行模式判断实现恒压闭环控制策略与恒流控制策略的切换。

结束语

介绍了新能源汽车充电器主电路的拓扑结构，详细分析了全桥绝缘DC/DC电路的工作原理，根据车辆蓄电池充电特性曲线制定了充电器的控制流程和策略，最后阐述了该策略的合理性和可行性。

参考文献

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