电动汽车智能充电器的设计与实现

摘要：此处采用高频开关电源技术设计了电动汽车充电器电路拓扑，并提出改进型变电流间歇充电方法，可按预置自动控制充电过程，使充电电流在总体上逼近蓄电池可接受充电电流曲线，减弱了蓄电池充电极化影响。实验结果表明，该充电机具有体积小、重量轻、使用简单、免维护、高效节能等优点。
关键词：电动汽车；充电器；变电流充电

1 引言
随着低碳经济成为我国经济发展的主旋律，电动汽车作为新能源战略和智能电网的重要组成部分，必将成为今后汽车工业和能源产业发展的重点，相配套的电动汽车充电器也将成为一种新兴产业，其技术要求和革新也提上日程。
传统充电器采用相控电源，所使用的变压器是工频电源变压器，体积大，效率低，动态响应差。线性电源的功率调整管总是工作在放大区，损耗功率较大，需装配体积很大的散热片，这些均限制了其在电动汽车充电器的应用。为此，这里采用高频开关电源技术，并提出改进型变电流间歇充电方法，使充电电流在总体上逼近蓄电池的可接受充电电流曲线，满足了电动汽车充电需求。

2 充电电路拓扑
在采用开关电源的充电器电路拓扑中，有各种各样的电源变换器电路，但其基本类型实际只有单端正激式、单端反激式、推挽式、半桥式和全桥式这5种，考虑到电动汽车充电功率较大，主回路由三相整流电路、全桥变换电路构成。图1为智能充电机的总硬件原理图。

该系统可分为3个部分：①整流电路，主电路输入为380 V交流电，该交流电经三相桥式整流后得到约538 V的直流电；②开关电源全桥变换电路，它是整个系统的核心。通过开关电源专用集成芯片SG3525对其开关管的控制，全桥变换电路产生了蓄电池充电所需的可调电压和电流；③DSP控制器和外围接口电路，包括液晶显示，键盘扫描、电流、电压、温度的A／D采样、时钟显示、继电器控制等，用于完成充电方式及逻辑等控制。
2．1 整流桥的选取
最大反向电压，Urm=2m，Um为电源线电压的幅值。当电源线电压为380 V时，，Urm=2Um=1 073 V，选Urm=1 kV。
最大整流电流IVDm=2IN，IN为开关电源输出功率最大时的输入电流。智能充电机的最大输出电流为80 A，最大输出电压为280 V。假定开关电源的效率为80％。则根据开关电源输入、输出功率相等原则得：UIN80％=280x80，U为三相整流桥经电容滤波后的输出电压，易得，从而IN=52 A，IVDm=2IN=104 A，选IVDm=100 A。