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C omprehensive
综合
基于Matlab 的纯电动汽车车载
充电机优化设计
方晓汾，罗方赞，金鑫君，郑丽辉，巫少龙*
（衢州职业技术学院机电工程学院，浙江　衢州　３２４０００）
摘 要：
混合动力汽车
阐述纯电动汽车车载充电机的工作原理及基本结构基础上，针对纯电动汽车车载充电机主回路、控制回路进行分析，利用Ｍａｔｌａｂ　Ｓｉｍｕｌｉｎｋ设计主电路和控制回路，进而分析其有效性。综合考虑整个车载充电机总体电路优化问题，重点考虑ＰＦＣ电路功率因数矫正及抑制谐波失真，在Ｓｉｍ
雪铁龙c1报价ｕｌｉｎｋ可有效地对相关电路与参数进行仿真优化。
关键词：
车载充电机；纯电动汽车；仿真设计；Ｍａｔｌａｂ；中图分类号：ＴＰ２７１  文献标识码：Ａ  文章编号：
１００２－５０６５（２０１６）０５－００６７－２Optimization Design of Electric Vehicle Charger Based on Matlab
立马电动车吉奥帅驰suvFANG Xiao-fen,LUO Fang-zan,JIN Xin-jun,ZHENG Li-hui,WU Shao-long*
　（　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ａｎｄ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｑｕｚｈｏｕ　Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，　Ｑｕｚｈｏｕ　３２４０００，Ｃｈｉｎａ）
Abstract: Ｔｈｅ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｖｅｈｉｃｌｅ　ｃｈａｒｇｅｒ　ｗｏｒｋｉｎｇ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ　ａｎｄ　ｂａｓｉｃ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ａｒｅ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ，　ａｎｄ　
ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｖｅｈｉｃｌｅ　ｃｈａｒｇｅｒ　ｐｏｗｅｒ　ｍａｉｎ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ａｎｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ａｒｅ　ｒｅ－ｄｅｓｉｇｎｅｄ．　Ｔｈｅ　Ｍａｔｌａｂ　Ｓｉｍｕｌｉｎｋ　ｐｌａｔｆｏｒｍ　ｉｓ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ａｎａｌｙｚｅ　ｔｈｅ　ＰＦＣ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ｐｏｗｅｒ　ｆａｃｔｏｒ　ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｔｏ　ｒｅｓｔｒａｉｎ　ｔｈｅ　ｈａｒｍｏｎｉｃ　ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ．　Ｔｈｅ　ｒｅｌａｔｅｄ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ａｎｄ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ａｒｅ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ　ｓｉｍｕｌａｔｅｄ　ａｎｄ　ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ　ｉｎ　ＥＶ　ｃｈａｒｇｅｒ　ｒｅ－ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ．Keywords:　ＥＶ　Ｃｈａｒｇｅｒ；ＥＶ；Ｄｅｓｉｇｎ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；Ｍａｔｌａｂ；
收稿日期：
２０１６－０２基金项目：
衢州职业技术学院科研项目：基于Ｍａｔｌａｂ的纯电动汽车充电桩控制系统优化设计（ＱＺＹＺ１４０４），衢州市科技计划指导性项目：工业提升机智能状态监测与故障诊断系统研发（Ｎｏ．２０１５０１７），纯电动汽车动力系统参数匹配设计与优化研究（Ｎｏ．２０１５０１５）作者简介：
方晓汾，男，生于１９８５年，浙江衢州人，硕士，讲师。工作单位：
什么车越野性能最好衢州职业技术学院机电工程学院。研究方向：
新能源汽车技术等。通讯地址：
浙江省衢州市江源路１８号。：
ｆａｎａｏｆｎ１９５＠ｈｏｔｍａｉｌ．ｃｏｍ随着纯电动汽车迅猛发展，其与传统内燃机汽车相比，其具有零排放、结构简单、能量利用率高、绿环保等多重优点，所以纯电动汽车相关技术成为了全球研究热点。正由于纯电动汽车在解决传统能源与环境问题具有重要意义，近年来，在各国政府的政策大力支持下，众多汽车企业已经有一些混合动力或纯电动汽车产品开始试运行并投入市场。然而纯电动汽车技术领域相对较新、涉及面广，故仍然存在着许多难点问题，例如集中在电池成组技术、车载动力电池充电技术、电力驱动及其控制技术、整车控制技术、能源综合管理技术等[1-3]。纯电动汽车车载动力电池充电技术可以说是制约电动汽车发展的核心技术之一[4]，因为电池充电技术可直接影响车
载动力电池的性能及寿命，进而影响到纯电动汽车的整
车的行驶里程、充电的便利性等。因此，研究动力电池充电技术具有非常重要的现实意义。
纯电动汽车充电设备按照安装位置可分为车载式和非车载式，其中车载式充电机充电功率小，且安装
在电动汽车车体内，再通过汽车的充电接口与外部的交流充电桩连接和通讯，车载充电机内部的电力电子变换器将交流市电转换为高压直流电给车载动力电池充电，其具备小型化、轻量化的特点。由于车载充电机的功率较小，设计时采用高频开关电源技术，其拓扑结构可分为单级变换结构和二级变换结构。国内外研究开发主要企业包括BRUSA、QuiQ、DELPHI、北京启源等。
目前车载充电机部分关键技术大多仍处于研发阶段，例如在可靠性、控制精度和转换效率等方面存在不足，所以应用Matlab 等仿真分析软件对其进行综合优化设计，目的在于提高车载充电机的可靠性与转换效率。
1 车载充电机工作原理 
车载充电机的工作原理是通过AC/DC 转换，将电网的220V 单相交流电转换为满足动力电池充电要求的高压直流电的电力电子装置。由于车载充电机主要是用