电动汽车双向LLC谐振式充电模块研究
2018-12-13田红霞
戴 彦,田红霞
(唐山学院智能与信息工程学院,唐山 063000)
为有效解决传统日常使用能源逐渐稀缺以及逐渐改善空气指数和污染情况加剧的问题,使用新能源也是越来越多的受到社会的普遍关注,而车辆能源发展已经成为如今我国能源战略发展的重大措施之一[1]。新能源车辆主要是指:混合型的动力驱动汽车(HVL)、燃料指向型电池类汽车(FEV)、单纯型电动汽车(BEV)、醇酸型汽车、燃料型车辆以及氨能源驱动机型汽车等。目前,单纯型电动汽车(BEV)在市场上民众需求量比较大,在其推广和使用过程中还是有着许多问题出现的,而在充电设备的快捷和其基础设施的完备等,也对其充电设备的充电时间提出了较大的技术要求,这也是电动车难以普遍进行推广的重要限制因素[2]。
1 电动汽车双向LLC谐振式充电模块的硬件设计
1.1 谐振腔主要参数设计
在电流的正反双向运转模式下,谐振腔可以进行直流增大、电阻输入对抗W以及各电量使用状态等方面,具备极其类似的特点[3]。在使用充电模块上,其工作转换器的工作状态是在正向运转模式下,即增加充电模式的充电时间,对正向W的运转模式其中的设计指数进行设计,进而对谐振腔的主要参数进行模拟设计,对D、L、P的值数进行适度更改。国内车辆市场中的电动车多数情况下是以W硼酸铁锂电池作为其蓄电池的主要储能单元,W硼酸铁锂电池具备以下功能:具备高效的速度输出,标准直流电流为3-9C、接连电流的高放电量可达18C,瞬间的脉冲电流放出量可达30C;具有良好的髙温性能,在外部温度达到88C时,其内部温度则有100C,当储电池的放电量结束时,其最高温可达200C;具备良好的使用寿命循环,历经600次循环,其放电量也可以仍然保持大于97%;而当过度放电量到零伏也不会有所折损;保持了高效充电速率;低廉的成本,没有大规模的记忆效果,充电池即使经常处于没有完全充满的状态下工作,其电量储存是会迅速下降到额定量值数,这种现象就叫记忆效果。
1.2 压腔阵荡电路
在基波分析法的运行条件下,考虑到基于谐振腔的特殊性能,谐振腔的电量传递只会和谐振腔的电路、电流的基本波速有关,而忽略其高波频的影响,见公式(1)。
因此,在对电动车的充电装置方面的研发必须同时满足占地小、功率大、充电时间短等要求。交流电波电压的输入输出进行解析分解后,则谐振腔的输入交流电波电压可用公式(2)表达
具有氨、锂电池是具备高性能的记忆,而W硼酸铁锂电池缺没有这种现象,无论电池处在什么工作状态,都可以随充随用,没有必要进行放电后再充电。
2 电动汽车双向LLC谐振式充电模块的软件设计
根据扩展函数的描述分析进行建模设计,正向运行模式下其变换器非线性网络的等效电路是其输入两侧的等效交流电波的升幅值数为输入电压K,电磁感应L是从变压器中调整出来的,而谐振电流Z与电磁电流Z/M/L的差值会传递到两侧,为输出电波电容C和承载电阻提供能源。根据信号模型分析,在不同开关频率和负载的工作状态下,变换器系统的稳定性与零极点变化情况是负相关关系,伴随着系统稳定性越高,其零点变化越小。
3 仿真实验论证分析
为保证本文提出的方法的有效性,进行实验论证,实验论证采用相同电动车,进行论证实验。
为保证实验的严谨性,采用传统充电方法,即每放电结束后进行生充电,作为实验论证对比,对充电时间以及使用时间进行统计。其实验论证结果曲线如图1所示。
图1 实验论证结果曲线
根据上图1分析可以得出,本文提出的方法与传统的充电法相比,具有明显的优势。
4 结束语
本文对电动汽车双向LLC谐振式充电模块进行分析,依托电动汽车的充电模式和电池类型,根据充电时间和放电时间的分析数据,对模型进行调整,实现本文设计。实验论证表明,本文设计的方法具备极高的有效性。希望本文的研究能够为电动汽车双向LLC谐振式充电模块提供理论依据。