电动汽车用永磁重构型车载充电机硬件设计.doc

摘要：当今社会，伴随着能源短缺和环境恶化，电动汽车产品的研发受到各界的重视。电动汽车因其效率高、能源低、排放低等特点，已成为解决当前环境和能源问题较为有效的途径之一。与一般的电动汽车相比较而言，永磁电驱重构型的设计具有模块集成度高及能源存储空间高、充电模式种类多、控制策略多样、方便性高等特性，在大功率、快速充电运行具有很好的应用前景。为了减小车载充电器的体积，充电-驱动一体化结构成为解决这一问题的有效方法，与一般的电动汽车相比，永磁电驱重构型具有模块集成度及能源存储空间大、充电模式和控制方式多样、控制灵活、冗余性和可靠性高等优异特性，而三相Buck变换器作为其中的关键一环,正广泛地引起重视。为此，本文提出一种新型永磁电驱重构型车载充电机。该集成型车载充电机减少了传统充电机中元器件的数量，降低了制造成本，同时扩大了能源储存空间。

本文在了解了电动汽车车载充电机的发展现状之后，提出了一款3.3KW输出的电动汽车车载充电机，本文详细介绍介绍了3.3KW充电机的DC/DC部分，也就是下文提到的三相并联交错Buck变换器，包括原理分析和数学建模还有部分电路PCB硬件设计，并且根据充电机的使用环境，对充电机的外壳进行了优化设计。在设计实验电路并进行参数选型后，利用Solidworks对电路各个器件进行初步绘图，方便之后充电机内部器件的合理布局，绘制了充电机主电路方案，同时由于充电机必须具有散热性。

关键词：永磁电驱重构型，车载充电机，SolidWorks，PCB，三相交错Buck变换器

目 录

摘 要

ABSTRACT

第一章 绪论-1

1.1-课题背景和研究意义-1

1.2-永磁重构型充电系统发展现状-1

1.3-车载充电机的工作原理-2

1.4-车载充电机-3

1.5-永磁电驱重构型充电系统-4

第二章 数学建模与原理分析-6

2.1 三相交错Buck电路的拓扑结构-6

2.2 连续导通模式（CCM）和非连续导通模式（DCM）-6

2.3 三相交错并联Buck变换器的工作原理-7

2.4 三相Buck变换器数学模型的搭建-12

2.4.1 变换器Buck模式建模-12

2.4.2 控制器设计-15

第三章 充电机硬件设计-17

3.1 车载充电机的参数指标-17

3.2 Altium Designer 软件及用法介绍-17

3.3 系统硬件平台设计-18

第四章 充电机系统结构设计-24

4.1充电机布局和器件配置-24

4.1.1 传统布局设计-24

4.1.2 利用三维软件辅助设计流程-25

4.2 充电器硬件方案-25

4.3 外壳设计-27

第五章 实验验证-28

5.1 实验所用器件-28

5.2 实验平台硬件设计-29

5.3 实验结果-30

第六章 总结与期望-32

6.1 全文总结-32

6.2 未来期望-32

参考文献-33

致谢-35