電動汽車智能充電器的設計與實現

摘要：此處采用高頻開關電源技術設計了電動汽車充電器電路拓撲，并提出改進型變電流間歇充電方法，可按預置自動控制充電過程，使充電電流在總體上逼近蓄電池可接受充電電流曲線，減弱了蓄電池充電極化影響。實驗結果表明，該充電機具有體積小、重量輕、使用簡單、免維護、高效節能等優點。
關鍵詞：電動汽車；充電器；變電流充電

1 引言
隨著低碳經濟成為我國經濟發展的主旋律，電動汽車作為新能源戰略和智能電網的重要組成部分，必將成為今后汽車工業和能源產業發展的重點，相配套的電動汽車充電器也將成為一種新興產業，其技術要求和革新也提上日程。
傳統充電器采用相控電源，所使用的變壓器是工頻電源變壓器，體積大，效率低，動態響應差。線性電源的功率調整管總是工作在放大區，損耗功率較大，需裝配體積很大的散熱片，這些均限制了其在電動汽車充電器的應用。為此，這里采用高頻開關電源技術，并提出改進型變電流間歇充電方法，使充電電流在總體上逼近蓄電池的可接受充電電流曲線，滿足了電動汽車充電需求。

2 充電電路拓撲
在采用開關電源的充電器電路拓撲中，有各種各樣的電源變換器電路，但其基本類型實際只有單端正激式、單端反激式、推挽式、半橋式和全橋式這5種，考慮到電動汽車充電功率較大，主回路由三相整流電路、全橋變換電路構成。圖1為智能充電機的總硬件原理圖。

該系統可分為3個部分：①整流電路，主電路輸入為380 V交流電，該交流電經三相橋式整流后得到約538 V的直流電；②開關電源全橋變換電路，它是整個系統的核心。通過開關電源專用集成芯片SG3525對其開關管的控制，全橋變換電路產生了蓄電池充電所需的可調電壓和電流；③DSP控制器和外圍接口電路，包括液晶顯示，鍵盤掃描、電流、電壓、溫度的A／D采樣、時鐘顯示、繼電器控制等，用于完成充電方式及邏輯等控制。
2．1 整流橋的選取
最大反向電壓，Urm=2m，Um為電源線電壓的幅值。當電源線電壓為380 V時，，Urm=2Um=1 073 V，選Urm=1 kV。
最大整流電流IVDm=2IN，IN為開關電源輸出功率最大時的輸入電流。智能充電機的最大輸出電流為80 A，最大輸出電壓為280 V。假定開關電源的效率為80％。則根據開關電源輸入、輸出功率相等原則得：UIN80％=280x80，U為三相整流橋經電容濾波后的輸出電壓，易得，從而IN=52 A，IVDm=2IN=104 A，選IVDm=100 A。