电动汽车车载充电机设计与实现
车载充电机结构原理
车载充电机结构原理
车载充电机是指固定安装在电动汽车上的充电机，其主要功能是为电动汽车的动力电池提供安全、可靠的充电服务。
以下是车载充电机的结构原理：
1. 输入端口：车载充电机通过输入端口与外部电源连接，一般使用交流电（AC）作为输入电源。
2. 整流滤波电路：输入的交流电经过整流滤波电路转换为直流电（DC），以供后续充电使用。
3. 功率因数校正（PFC）电路：为了提高能源利用效率和减少对电网的干扰，车载充电机会采用功率因数校正电路，对输入电流进行整形和调节，使其接近正弦波。
4. 逆变电路：将直流电转换为高频交流电，以便对电池进行充电。
5. 变压器：变压器用于将逆变后的高频交流电升压或降压到适合电池充电的电压。
6. 输出端口：经过变压器调整后的交流电通过输出端口连接到电动汽车的电池，为其提供充电。
7. 控制电路：控制电路用于监测和调节充电过程，包括充电电流、电压、温度等参数的控制，以确保充电安全和效率。
8. 通讯接口：部分车载充电机还具备与车辆的通讯接口，以便与车辆的电池管理系统（BMS）进行信息交互，实现智能充电管理。
总之，车载充电机通过将外部交流电转换为适合电池充电的直流电，实现对电动汽车电池的安全、高效充电。
其结构原理涉及到电源转换、控制和保护等多个方面，以满足电动汽车的充电需求。
电动汽车慢速充电系统结构及工作过程
汽车维修2019.3电动汽车慢速充电系统结构及工作过程李聚霞1邢世凯2高江田2电动汽车充电系统是维持电动汽车运行的能源补给设施，是从供电电源提取能量对动力电池充电时使用的有特定功能的电力转换装置。
主要包括交流（慢速）充电系统和直流（快速）充电系统。
慢速充电系统通过慢速充电线束（充电桩慢速充电线束或家用慢速充电线束）与交流充电桩或220V 家用交流插座相连，为动力蓄电池充电；慢速充电系统将220V 交流电转化为直流电，实现电动汽车动力蓄电池的电能补给。
一、慢速充电系统基本结构电动汽车慢速充电系统主要由供电设备（交流充电桩或家用交流电源）、充电枪、慢充充电接口、车载充电机、高压线束、高压控制盒、动力电池、整车控制器（VCU ）和低压控制线束等部件组成。
慢速充电系统的特点为充电功率小、充电时间长，但充电设备成本低。
慢速充电系统基本结构如图1所示。
北汽EV200的慢速充电接口位于传统燃油汽车的油箱口位置。
二、慢速充电系统的工作过程1.慢速充电系统的工作要求（1）供电电源（220V 或12V ）及充电机工作正常。
（2）充电连接确认信号正常。
（3）充电唤醒信号（12V ）输出正常。
（4）动力蓄电池电芯温度0~45°C 。
（5）单体电池最大电压差小于0.3V 。
（6）单体电池最大温度差小于15°C 。
（7）交流充电桩、整车控制器（VCU ）、蓄电池管理系统（BMS ）间通信正常。
（8）高低压电路正常。
（9）单体电池最高电压不大于额定电压0.4V 。
（10）绝缘性能大于20MΩ。
2.慢速充电系统的工作过程交流充电桩或家用16A 供电插座提供的交流电经过车载充电机的整流、滤波、升压，转换为高压直流电，通过高压控制盒连接到动力蓄电池。
慢速充电系统工作过程如图1所示。
（1）交流供电。
将充电枪连接到交流充电桩或家用16A 供电插座，充电桩经充电枪向电动汽车输入交流电。
（2）充电唤醒。
充电枪通过CC 充电连接确认后，车载充电机向整车控制器（VCU ）、蓄电池管理系统（BMS ）发出连接确认信号和充电唤醒信号，整车控制器（VCU ）唤醒仪表显示连接状态。
电动汽车充电机(站)设计规范
电动汽车充电机（站）设计规范目次前言 11 适用范围 22 引用标准 23 定义 34 对充电机的要求 44.1 适应电池类型 44.2 对供电电压的要求 44.3操作方式 44.4 充电机的充电效率和功率因数 54.5 充电机控制的安全要求 55 充电控制导引电路 75.1 充电控制导引电路组成 75.2 安全控制功能 76 对充电连接器的要求 76.1 主要技术参数 76.2 对连接器的基本要求 86.3 连接器插接端子的连接和分离顺序 97 充电机接口和通信要求 97.1 充电机接口 97.2充电机通信要求 98 计量、计费 99 充电机的质量认证 1010 外观、标识和标志 10前言电动汽车能源供给系统主要由供电系统、充电系统和动力蓄电池构成。
充电机（站）是充电系统的重要组成部分。
制定充电机（站）的技术标准，是建立能源供给系统的基础。
目前已经颁布的电动汽车充电系统国家标准有：GB/T 18487.1-2001《电动车辆传导充电系统一般要求》、GB/T 18487.2-2001《电动车辆传导充电系统电动车辆与交流/直流电源的连接要求》、GB/T 18487.3-2001《电动车辆传导充电系统电动车辆与交流/直流充电机（站）》。
本规范是在GB/T 18487标准的基础上，根据国家电网公司建立能源供给系统的要求，对电动汽车充电机（站）的基本功能、工作状态、安全要求、充电控制导引电路、充电连接器、接口和通信要求、产品质量认证等做出了规定。
对充电站技术规范其他部分的内容将在后期工作中补充和完善。
国家电网公司将根据项目进展需要，陆续发布相关技术规范（草案），在项目实施过程中修改、完善和提高，最终形成国家或行业标准。
本规范供国家电网公司所属各省市公司试行，并请各省市公司根据实施情况，提出修改建议。
1 适用范围本规范适用于国家电网公司设计使用的电动汽车用充电机（站）。
2 引用标准下列标准所包含的条文，通过在本规范中引用而构成为本规范的条文。
电动汽车车载充电机与车载DC DC转换器 王正仕
电动汽车车载充电机(OBC)与车载DC/DC转换器王正仕（wzs@）浙江大学电气工程学院电力电子技术研究所中国电源学会.世纪电源网工程师交流会上海，2017年7月8日内容一、高性能电动汽车车载充电机(OBC)二、双向充电机(Bi‐OBC）技术方案三、车载DC/DC转换器电路拓扑比较四、充电桩电路方案王正仕：wzs@ ,一、高性能电动汽车车载充电机On-Board-Charger (OBC)王正仕：wzs@ ,一、高性能车载OBC电路结构PFC—满足网侧要求：PF、THD、宽范围电网 DC/DC—电气隔离、电池端压宽范围每一级电路高效率电路拓扑：主流方案* PFC—满足网侧要求：PF、THD、宽范围电网* DC/DC —电气隔离、电池端压宽范围* 每一级电路高效率技术性能内容功率 3.3kW @220V(AC) ;1.6kW @110V(AC)。
6.6kW, 9.9kW 输入电压范围85-265V(AC)功率因数（PF）>0.99（典型值）输入电流THD<4%额定输出电压360V（DC）输出电压范围200-400V(DC)输出电流范围0-12A整机效率96.3% （典型值）工作模式恒压、恒流（@ BMS指令或预设充电曲线）保护功能OVP、OCP、OLP、OTP支持CAN通讯变换器工作状态与故障诊断电路方案1：传统桥式PFC+LLC桥式PFC适合高电网电压，不利于110Vac系统应用的高效率电路方案2：无桥式PFC+LLC无桥PFC适合宽范围电网电压，有利于110Vac应用的高效率差分采样——无桥PFC低成本方案电路方案3：无桥式PFC+LLC双变压器LLC，有利于提高功率密度（减低变压器高度） 电力电子电路调试的GUI界面，方便调试PFC控制框图I-V-PFC控制模型PFC网侧波形Vac& IsLmLC 串联谐振LLC 谐振？(Lm)频率范围太宽！LLC 软开关变换器Lm 为变压器磁化电感Lm 减小LLC 网络的(Vo/Vi)传输1o r r L C w =?Vo / Viw s / w om e m e s s m e me m e s s m e i o L j R L j R C j L j L j R L j R L j R C j L j L j R V ω+ω⨯+ω+ωω+ω⨯=ω+ω+ωω=1//1//V 1.可升/可降2.增益更陡f 2f 1LLC 设计要点2111/r r L C w =?1. 效率优化点频率位置f 22.变压器变比Np:Ns, Vi/Vo, fs@ f2,考虑电压与负载宽范围3. Lm:Lr, 结合宽范围要求4. Lr&Cr, 考虑谐振Q 值、Cr 耐压ZVSZCS性能：充电机效率二、双向充电机(Bi-OBC）技术方案王正仕：wzs@ ,二、6.6kW车载双向充电机(Bi-OBC ）电路拓扑特点：正向充电6.6kW 反向逆变3.3kW 供车220VAC 两个3.3kW 模块并联模块化汽车级器件数字化控制:400V /320V-400V内容指标内容指标输入电压85V ‐265V AC/45‐65Hz 电流纹波1A pk‐pk输入电流24‐30A （32A Max ）最大输出功率 6.6kW @230VAC ，3.3kW@115VAC 输出电压200V‐400V 充电方式恒流、恒压、根据电池容量可设定电压精度/分辨率±2 V保护过压、过流、短路、过温系统效率95% @ 220Vac 92% @ 115Vac接口CAN 通讯接口，变换器工作状态信息输出PFC 效率98%工作环境温度‐40～+85°C功率因数（PF ）>0.99 @120VAC,>0.98@230VAC冷却方式水冷（水温度‐40～+75°C ）最大输出电流32A Max 运行时间15000小时电流精度/分辨率3 % / 200mA <±0.2A防水等级建议IP67技术指标二、车载双向OBC （续）采用（英飞凌）器件serial number type Main characteristic Footprint quantity 1IKW40N65F5A IGBT 40A 650V TO‐24712 2TC234MCU 100M TQFP14413TLE4284DV Voltage Regulator 15V TO‐25224TLE4275V50Voltage Regulator 5V TO26315AUIRS2191S Half Bridge Drive SO‐1686AUIRB24427S Drive Two MOSs SO‐817IPW65R048CFDAIPW65R080CFDMOSFET48mohm650V/80mohm 650VTO‐24768IDW30E65D1Diode 30A 650V TO‐2476 9TLE7368Power manager1 10TLE6250CAN收发器1二、车载双向OBC （续）反向变换效率关键技术：双向LLC变换器、双向宽范围、双向高效率固有谐振频率(fr)计算王正仕：wzs@ ,：折算：总电容：固有频率：三、车载DC/DC转换器电路拓扑比较王正仕：wzs@ ,（1）全桥PWM 硬开关变换器特点硬开关工作，效率较低副边有电压过冲Co电感Ld大电流（220A！）一级变换宽范围调节输出纹波小，Co的ESR要求低典型效率：92%（2）移相全桥ZVS 变换器特点MOS：ZVS，有利高效率副边有电压过冲Co电感Ld大电流（220A！）Ip有环流，变压器发热一级变换宽范围调节输出纹波小，Co的ESR要求低典型效率：94%（3）LLC变换器（ZVS，ZCS）特点LLC MOS:ZVS；D:ZCS；有利高效率二级变换不需要大电流输出电感输出纹波大，Co的ESR要求高对二极管要求低（ZCS）典型效率> 95.5%王正仕：wzs@ ,主要指标内容功率3kW输入电压范围200-400VDC, 340V Normi 输出电压范围9-16VDC ，13.8V Normi 输出电流范围0-220A DC综合效率>95%@75%以上负载，>92%@50%负载，>90%@25%负载保护功能OVP 、OCP 、OLP 、OTP 支持CAN 通讯变换器工作状态与故障诊断信息冷却方式水冷技术指标三、车载DC/DC 转换器（续）采用器件实物样机照片3kW车载高效率DC/DC转换器90%91%92%93%94%95%96%97%98%3006009001200150018002100240027003000效率负载（W ）Vo=13.8V 效率曲线200V340V 400V效率vs 功率三、车载DC/DC 转换器（续）四、充电桩电路方案三相维也纳整流PFC 2个LLC DC/DC 串并联三相AC锂电池Vdc 400V 400V功率：15kW~60kW(120kW)采用多模块并联欢迎交流！2017年7月8日上海.兴华宾馆。
《电动汽车用传导式车载充电机》标准解读
《电动汽车用传导式车载充电机》标准解读下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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《电动汽车充电系统技术规范_第4部分：车载充电机》
当温度超过过温保护值时，充电机应自动进入过温保护状态，当温度恢复正常后，充电机应能自 动恢复工作状态。 4.4.4.5 输入电压保护
车载充电机在允许的输出电流的范围内，输出电流的周期和随机偏差不能大于设定电流值的10%。 4.4.2.3 稳压稳流特性
车载充电机在稳流区间工作时，其稳流精度<1%；在稳压区间工作时，稳压精度<0.1 效率
车载充电机在50%～100%负载条件下＞85%；
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SZDB/Z 29.4—2010
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SZDB/Z 29.4—2010
IEC 60068-2-30-2005 基本环境试验程序.第2部分：试验.试验Db和指南:交变湿热 EN 60068-2-27-1993 基本环境试验程序.第2部分:试验.试验Ea和导则:冲击
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本部分。 3.1
输出电压和电流误差（Output Voltage and Current Error） 实际输出电压及电流的有效值与规格定义设定值的偏差。 3.2 周期偏差（Periodic Deviation） 周期性出现的瞬态偏差（Ripple）。 3.3 随机偏差（Random Deviation） 偶然随机出现的瞬态偏差（Noise）。 3.4 稳压稳流特性（Characteristic of Steady Voltage and Current） 工作状态在限流或限压模式中，当负载发生变化时，限流或限压值应有一定的稳定性。不适用于 限功率模式，或负载变化导致工作状态发生转变的情况。
4 技术要求
4.1 环境条件
4.1.1 环境条件依据 Q/CT 413-2002 的要求，产品在下述大气环境条件下，产品应保证具有额定数值。 4.1.2 按照产品安装部位及使用条件划分，产品的工作温度及贮存温度范围见表 1。
电动汽车充电设备标准化设计方案：160kW一体式一机双枪充电机
电动汽车充电设备标准化设计⽅案：160kW⼀体式⼀机双枪充电机1、概述本设计⽅案充分考虑充电设施运营现状与发展趋势，通过规范直流充电设备电⽓原理、专⽤部件设计、通⽤器件选型、结构外形、结构布局、设备安装等，实现充电设备统⼀化设计和标准化管理，全⾯提⾼充电设备的兼容性、可靠性和易维护性。
2、设计标准GB/T 4208外壳防护等级（IP代码）GB/T 13384-2008机电产品包装通⽤技术条件GB/T 18487.1-2015电动汽车传导充电系统 第1部分：通⽤要求GB/T 18487.2-2017电动汽车传导充电系统 第2部分：⾮车载传导供电设备电磁兼容要求GB/T 20234.1-2015电动汽车传导充电⽤连接装置 第1部分：通⽤要求GB/T 20234.3-2015电动汽车传导充电⽤连接装置 第3部分：直流充电接⼝GB/T 33708-2017静⽌式直流电能表GB/T 34657.1-2017电动汽车传导充电互操作性测试规范 第1部分：供电设备GB/T 34658-2017电动汽车⾮车载传导式充电机与电池管理系统之间的通信协议⼀致性测试JJG 1149-2018电动汽车⾮车载充电机JJG 842-2017电⼦式直流电能表检定规程JJG 1069-2011直流分流器检定规程NB/T 33001-2018电动汽车⾮车载传导式充电机技术条件NB/T 33008.1-2018电动汽车充电设备检验试验规范 第1部分：⾮车载充电机DL/T 698.45-2017电能信息采集与管理系统 第4−5部分：通信协议—⾯向对象的数据交换协议Q/GDW 1233-2014电动汽车⾮车载充电机通⽤要求Q/GDW 1591-2014电动汽车⾮车载充电机检验技术规范Q/GDW 11709.1-2017电动汽车充电计费控制单元 第1部分：技术条件Q/GDW 11709.2-2017电动汽车充电计费控制单元 第2部分：与充电桩通信协议Q/GDW 11709.3-2017电动汽车充电计费控制单元 第3部分：与车联⽹服务平台通信协议Q/GDW 11709.4-2017电动汽车充电计费控制单元 第4部分：检验技术规范Q/GDW 11850-2018 直流电能表外附分流器技术规范3、设计⽅案3.1 电⽓原理160kW⼀体式⼀机双枪充电机电⽓主电路拓扑见图3-1，配置2个250A直流充电连接装置，提供8个充电模块安装位置，根据充电功率需求可选配5~8个20kW充电模块。
基于PLC的电动汽车充电桩设计及实现
《基于PLC的电动汽车充电桩设计及实现》摘要：随着电动汽车的不断普及，电动汽车充电桩的需求也越来越大。
本文通过对电动汽车充电桩的需求及发展趋势进行分析，提出采用PLC控制系统，设计一种可靠、安全、高效的电动汽车充电桩。
在硬件部分，采用三相电源输入，运用模拟电路设计充电桩控制逻辑；在软件部分，根据PLC编程规范，编写控制程序，带有人机交互界面，将通信协议转化为串口通信协议对车载充电机进行识别和控制。
经过仿真和实验验证，本文提出的电动汽车充电桩性能稳定，能够满足市场需求，并可在大规模生产中应用。
关键词：电动汽车充电桩；PLC；控制程序；硬件设计；软件设计；仿真验证Abstract:With the increasing popularity of electric vehicles, the demand for electric vehicle charging stations is also growing. This paper analyzes the requirements and trends of electric vehicle charging stations, and proposes designing a reliable, safe, and efficient electric vehicle charging station using a PLC control system. In the hardware part, three-phase power input is adopted, and the charging station control logic is designed using analog circuit. In the software part, according to the PLC programming specification, the control program is written with a human-machine interface, and the communication protocol is converted to serial communication protocol to identify and control the vehicle-mounted charging machine. After simulation and experimental verification, the electric vehicle charging station proposed in this paper has stable performance, can meet market demand, and can be applied in large-scale production.Keywords: electric vehicle charging station; PLC; control program; hardware design; software design; simulation verification。
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科技信息2013年第5期ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ作者简介：瞿章豪（1987—），男，硕士，从事电力电子器件、电动汽车充放电研究。
徐正龙（1989—），男，硕士，从事电力电子器件、电动汽车充放电研究。
0引言随着现代高新技术的发展和当今世界环境、能源两大难题的日益突出，电动汽车以优越的环保和节能特性，成为了汽车工业研究、开发和使用的热点。
电动汽车的发展包括电动汽车以及能源供给系统的研究和开发，其中能源供给系统是指充电基础设施，供电、充电和电池系统及能源供给模式。
充电系统为电动汽车运行提供能量补给,是电动汽车的重要基础支撑系统,也是电动汽车商业化、产业化过程中的重要环节。
因此，电动汽车充电设施作为电动汽车产业链的重要组成部分,在电动汽车产业发展的同时还应该充分考虑充电设施的发展[1]。
研究发现，电池充电过程对电池寿命影响很大，也就是说，大多数的蓄电池是“充坏”的。
因此，开发出一种性能优良的充电系统对电池的寿命和电动汽车性能具有重大的作用。
1车载充电机硬件电路设计车载充电机电路模块如图1所示。
主要包括三个部分：功率单元、保护及控制单元、辅助管理单元，其中功率单元在控制单元的配合下是把市电转换成蓄电池充电需要的精电；控制模块通过电力电子开关器件控制功率单元的转换过程，通过闭环控制方式精确完成转换功能。
辅助模块主要是为控制模块的电力电子器件提供低压供电及实现系统与外界的联系。
此三个单元协同作用组成闭环控制系统。
下面对此系统按照所分单元进行解析。
图1车载充电机硬件电路模块图Figure.1The hardware circuit module chart of Electric Vehicle ’s charger1．1功率单元设计解析功率单元作为充电能量传递通道，主要包含EMI 抑制模块、整流模块、PFC 校正模块、滤波模块、全桥变换模块、直流输出模块。
为防止电网与充电机之间的谐波相互影响，在电网与充电机之间加入由X 电容、Y 电容、共模电感组成的（Electro-Magnetic Interference EMI ）抑制器；为提高转换效率及降低谐波影响，在整流后加入基于BOOST 拓扑的主动式（Power Factor Correction PFC ）功率因数校正器；车载充电器为高压输出，在此为提高系统抗电压应力能力，采用全桥DC/DC 拓扑变换电路。
为提高输出精度，滤波单元采用π型滤波方式。
在控制器作用及其他单元配合下，各模块协同作用，把电网粗电转换成电池充电所需的精电。
1．2保护及控制单元设计解析控制单元在辅助单元及检测反馈配合下，在此单元主控器内加入智能控制算法提高系统充电能量转换效率。
主要包含原边检测及保护模块、过流检测及保护模块、过压/欠压监测及保护模块、DSP 主控模块。
保护及检测模块是由电阻组成的检测网络检测功率单元电压信号，通过LM317组成放大网络对检测到的信号放大，再通过光耦将此信号传递到控制端；由电流互感器TAK17-02组成的检测网络检测功率单元电流信号传到控制端。
由DSP28335电路及脉冲变压器隔离驱动电路组成的控制器单元根据采集到的功率单元的电流和电压信息，对DC/DC 全桥变换器模块作出相应的充电、保护控制，使充电器能够更加安全、高效、快速的为蓄电池充电，在完成控制能量转换的同时实现保护功能。
1．3辅助管理单元设计解析辅助单元负责为整个系统本身提供运行能量及信息交付接口。
辅助管理单元主要包括CAN 通信模块、辅助电源模块、人机交互模块。
CAN 通信通过研究充电器与BMS 之间通信技术，最终实现充电机与BMS 之间的通信，从而实现实时监测电池特性根据电池特性，选择电池最优充电曲线充电，加快充电速度，减少充电等待时间。
系统内部需要多种压值的供电电源，因此辅助电源需满足可同时提供多路输出电源，从调整性要求出发，本文辅助电源模块采用以UC3854为主控芯片的（Flyback ）反激拓扑电路，考虑对驱动电路提供驱动能量及成本、空间要求，此电路工作于CCM 模式，同时以DSP28335供电输出回路为反馈控制端，以提高系统稳定性。
电池在不同的使用周期，其充电接受功率改变，同时为满足系统升级需求，加入人机交互模块，从而加入人工智能提高系统适应性。
2车载充电机软件设计2.1常用充电控制方法问题分析作为车载充电器中通用的控制方法，控制电路通常采用固定开关频率，改变脉冲宽度的方法。
充电器总是工作在同样开关频率下，所需充电功率的大小靠调节脉冲宽度来实现。
所需充电功率小，脉冲较窄，充电电流较小；所需充电功率大，脉冲较宽，充电电流较大[2]。
在上述控制方法中，所需充电功率大的情况下，充电效率高，但所需充电功率小的情况下充电功率低。
车载充电机的损耗主要有两类功率损耗：导通损耗和开关损耗。
导通损耗主要由负载电流大小决定，而开关损耗与开关次数成正比，开关次数越少，开关损耗就越低。
在所需充电功率小的情况下，用恒频控制方法，此时开关频率与所需充电功率大的频率相同，所以两种情况下的开关损耗相同,此为固定开关频率控制方法电动汽车车载充电机设计与实现瞿章豪徐正龙（重庆邮电大学自动化学院，中国重庆400065）【摘要】本文设计了一种适用于电动汽车充电的充电系统，为提高充电效率，提出一种针对电池的充电的超前补偿控制算法。
文中详细介绍了系统硬件电路组成及算法实现过程。
充电实验结果表明，硬件设计结构合理，同时该算法控制的充电过程可以达到更高的充电效率。
【关键词】电动汽车；车载充电机；超前补偿控制；变频控制技术The Charger's Design and Implementation Based on Electric VehicleQU Zhang-hao XU Zheng-long(Chongqing University of Posts and Telecommunications ，Chongqing ，400065，China ）【Abstract 】This paper designs a battery charging system that ’s suitable for electric vehicle,in order to improve the charging efficiency,this paper puts forward a battery charging control algorithm based on the lead compensation.This paper introduces the hardware circuit ’s structure and the algorithm ’s realization process of the system,in detail.The Charging experimental results show that the algorithm controls the charging process can achieve more higher charging efficiency 。
【Key words 】Electric Vehicle;Vehicle ’s charger;Lead compensation control;Variable frequency controltechnology○机械与电子○133科技信息ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ2013年第5期科●的不足。
同时在设计电动汽车车载充电机系统时，为满足输出要求，在控制器处理速度、功率开关管与磁芯材料技术的限制下按照最大充电功率设计整个充电机系统。
恒定频率按照满足最大输出功率设定。
但是，车载电池的充电过程中充电功率是不断变化的如图2所示。
图2充电功率变化示意图Figure.2Charging power change schematic diagram分析图2可知，其在最大充电功率点的时间只占整个充电时间很小的一部分。
在未达到最大充电功率点时，开关频率与最大充电功率点的频率相同，开关损耗与最大充电功率点的损耗也相同，这样大大增加了整个充电过程中充电机的开关损耗。
因此采用变频控制技术，在充电接受功率小时，减小开关频率，有利于降低开关损耗，提高系统效率。
但是目前常用的变频控制技术[3]是频率随负载变化而变化。
电池充电过程中，其接受功率不断变化。
运用上述控制技术，开关电源的频率随负载的变化而变化，这种控制方法的特点为频率滞后于负载变化，如果充电系统的频率实时滞后于负载变化，系统频率实时处于跳变中，系统会出现不稳定，最终导致整个充电系统品质降低，甚至毁坏。
同时当出现扰动时，可能引起开关电源的频率剧烈变化，从而引起系统不稳定及EMI 问题。
2.3变频控制方法改进电动车充电时，充电机控制模块中预设有多条电池组的最佳充电曲线，根据汽车实际配装的电池组的型号、数量等信息（Battery Management System BMS ）电池管理系统反馈的电池组情况，选择一条合适的充电曲线如图2所示。
在此基础上确定起始充电功率P 0、最大充电功率P （n ＋1）及截止充电功率P min 。
然后根据所选控制器处理速度与充电电池组特性确定一个合适的功率梯度步长ΔP 。
ΔP 确定过程类似二分法原理，首先二分P 0到P max 段，观察整个充电过程是否稳定，然后四分P 0到P max 段，观察整个充电过程是否稳定。
直到划分到2n段系统出现不稳定，然后在2n －1与2n重复使用此方法，最终确定临界稳定点N 。
根据系统稳定性裕量要求在2～N 之间选择一个合适的划分方法来确定ΔP 。
此方法的控制方式为：当系统为达到最大功率点P max 之前，在2n －1与2n 采用恒定频率控制，恒频的值为满足2n所对应的输出功率点P n 计算的频率值，同时检测输出功率，当输出功率P 0大于2n所对应的输出功率点P n 时，变频到2（n ＋1）所对应的功率点P （n ＋1）计算的频率值；当系统运行超过最大功率点P max 之后，在2n －1与2n采用恒定频率控制，恒频的值为满足2n －1所对应的输出功率点P （n －1）计算的频率值，同时检测输出功率，当输出功率P 0小于2n所对应的输出功率点P n 时，变频到2n所对应的功率点P n 计算的频率值。
此控制方法的要点在与小范围恒频以满足处理器要求，提高系统稳定性；在大范围变频，减少开关次数，以降低系统开关损耗，增大转换效率。
同时通当系统出现与预期跳变值相差很大的值是，则可方便的判定为扰动，因此运用此方法，不仅减小损耗，提高系统效率，提高了系统抗干扰能力。