【新能源汽车充电方案设计3500字（论文）】

新能源汽车充电方案设计TOC\o"1-3"\h\u30955一、引言 128128二、新能源汽车充电的优缺点 13850（一）新能源汽车充电的优点 129783（二）新能源汽车充电的缺点 118994三、新能源汽车充电技术分类 24908（一）充电桩类型 2101241.预充电 2269932.快速充电 2327413.补充充电 2236964.滴流充电 22341（二）无线充电类型 350151.磁感应式 3317132.微波辐射型 3173023.磁场耦合 3257104.MRIIt（磁共振式） 327886（三）太阳能充电 4229191.太阳能充电站 4276202.太阳能充电桩 411524四、新能源汽车充电方案的设计 416111（一）方案一 43963（二）方案二 614431总结 69670参考文献 6

摘要：现代社会，汽车工业发展非常迅速，随着人们环保意识的增强，越来越多的人开始购买新能源汽车。新能源汽车产业发展迅速。然而，新能源汽车的发展是一个漫长的过程，行业面临着诸多挑战，最大的问题是新能源汽车的充电设施还不完善。因此，本文首先分析新能源汽车充电的优缺点，然后提出各种新能源汽车充电技术的应用，比较各种充电技术的优缺点，最后设计新能源汽车充电方案。关键词：新能源汽、快速充电、磁感应充电、太阳能充电桩一、引言我国汽车工业石油资源有限，几十年内必然枯竭，石油进口严重依赖国外。届时，世界石油资源将变得稀缺，国家间对石油资源的竞争将加剧，石油对国家安全的重要性将增加。因此，控制石油资源的使用，发展新能源汽车，将促进我国能源结构调整，为国民经济的可持续发展作出贡献。然而，新能源汽车的发展存在诸多问题，其中最重要的是我国新能源汽车充电设施还不完善。当一辆新能源汽车上路时，充电站总是比较少，充电桩问题就出现了。主要原因是新能源汽车产业发展缓慢，缺乏跟上发展的配套设施。二、新能源汽车充电的优缺点（一）新能源汽车充电的优点新能源汽车无需燃烧汽油或柴油，主要采用无燃料发电系统，使用电力、太阳能、氢气等清洁能源。这减少了二氧化碳和其他气体的排放以保护环境。新能源汽车使用新的技术和结构来提高效率。（二）新能源汽车充电的缺点很多城市或地区由于没有充电站，不适合为新能源汽车充电。另外，新能源汽车的电站系统还不成熟，充电速度慢，通常需要几个小时，所以也不是很方便。作为汽车行业的“后起之秀”，新能源汽车仍处于研究和改进的过程中。合格的维修店不多，无法按时维修新能源汽车，给车主带来极大的不便。三、新能源汽车充电技术分类（一）充电桩类型充电桩的充电电流可分为直流充电和交流充电。交流充电点需要使用车载充电器为车辆充电，而直流快速充电点不需要此设备，并且由车载充电器供电，因此它们直接通过充电点充电。1.预充电如果长时间不使用或是第一次购买新车，有些电池无法在充电站快速充电。通常会对电池进行预充电，这是为了节省电池寿命。通过以较低的电流开始充电，可以使新电池或长时间未使用的电池恢复正常充电状态，通常称为“充电点”预充电。2.快速充电从概念上讲，它以快速充满电池的高充电电流为电池充电。充电速率通常在1摄氏度以上。因为充电时间取决于电池的容量和充电情况的速度，有些客户可能会奇怪为什么别人的充电速度比别人快。在快速充电中，恒流充电和脉冲充电是有区别的。恒流充电是对电池进行恒流充电，脉冲充电是对电池进行脉冲电流充电。3.补充充电快速充电后，会进行一次额外充电，以确保电池充满电。这种充电方式的充电速度通常小于0.3C。4.滴流充电在电池充电过程中，温度可能会超过电池的极限温度，导致滴流。（二）无线充电类型无线是一种新的能量传输形式，它允许设备通过非接触式电力传输在没有物理连接的情况下运行。它可用于消费电子、电动汽车和其他应用。电能回收不需要电源线和插座。1.磁感应式充电线圈产生交变电磁场。这时，磁力线通过接收线圈一定距离，在接收线圈中产生相应的感应电动势，从而向外发射电流。磁感应无线充电的物理机制类似于松耦合变压器。由于初级和次级线圈之间的气隙比较大，互感比传统变压器大很多。互感的耦合系数K在0.1到0.3之间。2.微波辐射型在使用微波辐射的无线充电中，能量通过微波的定向辐射在空间中传输。微波功率放大器首先将电能转换为微波，然后通过发射天线将其辐射成微波束。接收天线负责微波束的定向接收。最后，接收到的微波束在整流器链中被转换成电能。3.磁场耦合无线充电系统的结构如图所示。工频交流电经过整流，转换成直流电，再转换成频率在20kHz到200kHz之间的高频交流电。高频交流励磁在初级侧发射线圈中产生高频电流，激发高频交变磁场，并将其耦合到次级接收线圈。接收到的高频交流电经过高频整流后转换为直流电输送到车载负载。由于初级和次级功率线圈耦合松散，漏感较大，因此必须在初级和次级侧都安装适当的补偿电路，以减少无功功率损耗。根据互感因数K（表示磁耦合程度）和品质因数Q（Q值越高，线圈损耗越低）可分为自感和自谐振。4.MRIIt（磁共振式）磁共振式也被称为WiTricity技术，表示处在同一频率的谐波通过线圈交流而形成了较强的谐振耦合。通过磁共振式，共振的耦合系数K小于0.02，谐振线圈Q的系数大于500，与传统的磁感应相比，传输的距离将增加至一倍。然而，随着线圈Q系数的增加，谐振器上的负载也会增加，从而使系统更难以调谐和控制。（三）太阳能充电太阳能充电是将太阳能转化为电能的原理。太阳能转化为电能并储存在电池中。电池可以是任何类型的能量存储设备。它通过控制电路存储在内置电池中。光产生的电能也可以用来直接给汽车充电。但是，应该根据阳光的亮度来决定。在没有阳光的情况下，由控制电路转换成直流电并储存在内置电池中。1.太阳能充电站与其他能源充电桩相比，太阳能充电桩具有低碳、节能、环保、太阳能资源丰富、充电成本低等优势。此外，太阳能充电桩可以方便地放置在学校、企业、社区、停车场等公共场所，也可以与建筑物结合形成不需要单独占地的太阳能充电桩停车场。因此，从发展的角度来看，建设太阳能充电桩是目前最好的选择，可以减轻电网负载的压力，并显着提高对污染和不可再生能源的有效控制。2.太阳能充电桩光伏充电站的光伏系统设备由光伏组件、蓄电池、DC/DC转换器、逆变器和充电柱组成。太阳能组件是系统的关键部件之一，用于将太阳能直接转换成直流电，并通过DC/DC进行放大。电能经过放大后给电池充电并转换电能，逆变器将直流电压转换为380ac充电电流。连接到电网通过将多余的电力反馈回电网来节省电池。为纯电动汽车充电时，可以省去逆变器和/或DC/DC转换器，以简化设置并进一步降低成本。四、新能源汽车充电方案的设计（一）方案一单级拓扑解决方案是指使用单级拓扑来实现PFC和调节输出电压。他们有共同的特点。总之，要形成一个双向开关，两个开关必须在交流侧并联反相。这种方法的缺点是输入电流与输入电压同相，输入功率是交流纹波的两倍，因此输出是交流纹波的两倍，而且交流侧的所有开关都必须具有高频率。该解决方案在复杂操作条件下的稳健性较低，并且没有经过验证的产品适用于该应用。图5.1一级各种方案拓扑和一级拓扑方案输出侧等效电路两级方案最为成熟，通常采用前级双向功率流，后级隔离DC/DC的PFC拓扑，前级主要负责功率因数校正。中间级依靠一个大的母线电容器将两级分开，后者处理稳态控制。其优点是两级电路去耦，动态性能好，输出频率纹波小，两级效率均优化到高水平，在工程应用中实现了的应用。在两级解决方案中，使用较大的母线电解电容器来缓冲两倍的工作频率功率。与前面的分析类似，前置PFC可以等效为IW纹波两倍的电流源，等效电路如图5-2所示。图5.2两级拓扑方案输出侧等效电路两级解决方案依靠庞大的直流母线电容器来降低输出二极管纹波，优化这一点的关键是增加后级系统的带宽并控制二极管频率上的增益。总而言之，两级解决方案在降低输出二极管纹波的主要特性方面具有更好的性能，并且不需要额外的硬件成本。方案二三相桥式整流电路在充电过程中对三相主频交流电源（380V/50HZ）的输出电流进行整流，然后用电感La和Ca对输出电流进行滤波，然后转换为直流输出。用于电源转换的全桥电路。该电路由IGBT管Q1、Q2、Q3、Q4组成，在充电过程中将直流电转换成脉冲高频交流电后送至变压器。通过交流电后，输出电路所需的高频交流脉冲，在此过程中将电压整流为电路所需的电压，输出直流电压。直流输出电压的大小通常与四个IGBT管的正向时间和高频变压器的匝数直接相关。全桥转换器电路可以将直流电流转换为交流，因为输入和输出电流都是直流。放电去极化电路以一定的电流对电池进行放电，在充电过程中一定程度上减少极化，防止对电池造成损坏。总结新能源汽车的建设极大地改善了我国不可再生资源。然而，新能源汽车的充电方式，即充电桩充电、无线充电、太阳能充电都需要进一步提升。因此，本文分析了充电桩充电、无线充电、太阳能充电等方式的优缺点，并设计了新能源汽车充电的方案，以提高新能源汽车的充电效率。参考文献[1]刘轩彤.一种新能源汽车充电固定桩：