汽車電解電容器式雙向電池充電器研究

汽車電解電容器式雙向電池充電器研究

提出了一種雙向電池充電器，用于電動汽車的電網與車輛、電網與電網和汽車與家庭之間的雙向充電。所提出的充電器采用正弦電流充電，以減少電解電容器的使用。使用非調節串聯諧振變換器調節輸出電壓，并實現零電流對開關電路進行導通和關斷。同時，采用交流-直流轉換器控制各種模式及其模式變化，使整個控制方案簡單，模式間無縫變化。在實驗室中建立了一個3.3kW的充電器原型，以驗證所提出的汽車電解電容器式雙向電池充電器。

由于該種雙向電池充電器的充電電流是正弦形式的，當其充電頻率是通用充電器頻率的2倍時，其在整個充電負荷范圍內的效率較高。采用零電流開關，交流-直流轉換器不僅可以控制功率因數的校正，而且可以切換電動汽車的電網與車輛、電網與電網和汽車與家庭之間進行連接雙向充電的工作模式，從而簡化模式切換的控制方案。

在常規方法中，雙向電池充電器中的逆變器和直流-直流轉換器都參與控制和模式改變，而本研究所提出的方法中，直流-直流轉換器不參與調節，并且逆變器只起控制和模式切換的作用。因此，所提出的方法可以實現平穩的電流轉換。

雙向電池充電器的內部控制系統能夠對每種操作模式之間進行無縫切換。同時，3.3kW原型充電器的試驗結果也驗證了基于PID的閉環控制方法（控制充電穩定快速的方法）能夠有效地對電池充電。該充電器在600W時，其峰值效率在充電模式下為95.7%，在放電模式下為95.4%，可以達到一個很高的水平。

刊名：IEEE Transactions on Power Electronics（英）

刊期：2017年第9期

編譯：田甜