汽车电解电容器式双向电池充电器研究

汽车电解电容器式双向电池充电器研究

提出了一种双向电池充电器，用于电动汽车的电网与车辆、电网与电网和汽车与家庭之间的双向充电。所提出的充电器采用正弦电流充电，以减少电解电容器的使用。使用非调节串联谐振变换器调节输出电压，并实现零电流对开关电路进行导通和关断。同时，采用交流-直流转换器控制各种模式及其模式变化，使整个控制方案简单，模式间无缝变化。在实验室中建立了一个3.3kW的充电器原型，以验证所提出的汽车电解电容器式双向电池充电器。

由于该种双向电池充电器的充电电流是正弦形式的，当其充电频率是通用充电器频率的2倍时，其在整个充电负荷范围内的效率较高。采用零电流开关，交流-直流转换器不仅可以控制功率因数的校正，而且可以切换电动汽车的电网与车辆、电网与电网和汽车与家庭之间进行连接双向充电的工作模式，从而简化模式切换的控制方案。

在常规方法中，双向电池充电器中的逆变器和直流-直流转换器都参与控制和模式改变，而本研究所提出的方法中，直流-直流转换器不参与调节，并且逆变器只起控制和模式切换的作用。因此，所提出的方法可以实现平稳的电流转换。

双向电池充电器的内部控制系统能够对每种操作模式之间进行无缝切换。同时，3.3kW原型充电器的试验结果也验证了基于PID的闭环控制方法（控制充电稳定快速的方法）能够有效地对电池充电。该充电器在600W时，其峰值效率在充电模式下为95.7%，在放电模式下为95.4%，可以达到一个很高的水平。

刊名：IEEE Transactions on Power Electronics（英）

刊期：2017年第9期

编译：田甜