"电动汽车车载充电系统的优化研究"
电动汽车车载充电系统是电动汽车设计者考虑的重要任务之一。该系统的充电性能直接影响电动汽车的整体性能。在该研究中，对电动汽车车载充电系统的主电路原理进行了描述，并提出主电路中的功率因数校正电路改进方法。通过 MATLAB/Simulink 软件对充电系统电路性能进行分析，分别对其损耗及电流输出进行仿真测试，再将输出结果对比分析，证明该方法的合理性。
电动汽车是未来世界能源的共同发展方向，因其高效、环保、噪音污染小、无污浊气体排放 及运行时的成本较低等优势。对电动汽车的研发和快速推广过程中，电池的充电技术是人类待以提高的统一方向。为保证充电系统的充电质量和稳定性，对充电系统电路进行高性能的优化是十分必要的。
电动汽车车载充电系统的电路设计方案已被提出，并进行了仿真研究。其中基于单相单级全桥的系统已被研究，归类为改进型单体电压控制的新型整车充电策略。也有关于整个充电系统的控制核心电路进行研究的，较为先进的是应用 ARM 处理器，并且为使车载充电系统更加智能化，结合了嵌入式操作系统。
在电动汽车交流充电系统方面，已有关于结构和工作原理进行了充分研究，并设计了以 STM32 处理器为核心的控制系统。本文在已有的研究基础上，以提高充电质量、减少电能损耗为核心，提出了系统电路中的功率因数校正电路方案，并对系统电路进行了整体优化。
利用 SiC 二级管具有耐高温、耐高压、低损耗的特点，将功率校正电路中的 Si 二极管替代。目的使电路中的电能损耗降低，提高充电系统电路的充电效率。该方法的可行性通过 MATLAB/Simulink 进行仿真并验证。
系统结构总体框图本设计采用 220V交流电作为电动汽车的车载充电系统电路的输人电压，经过对电压进行变换，输出 350-400V 可调节直流电压，通过电池软件管理系统中的设计程序控制之下，对电动汽车的电池进行能量补充。充电系统由两级主要电路结构组成，包括有源功率因数校正电路和后级 DC/DC 变换电路，构成车载电源系统的电路拓扑结构，以达到系统电路的充电需求。
APFC 工作原理 APFC 电路主要由抑制电路和 Boost 升压电路构成，其输出电压为直流 350〜400V 之间，并对充电机交换输人电流进行功率因数校正；为使电路失真率达到最小，电路产生的谐波电流控制在最小值以及电路能够更好地抑制电流等因素采用平均电流法控制进行功率因数校正，通过对输人电流跟踪输人电压，使得输人电流的平均值更接近正弦波形，波形如图 2 所示。
系统前端与全桥整流后的交流电网输人侧相连，采用 Boost 升压变换器，工作在 CCM 模式下，实现功率因数校正。平均电流控制法 APFC 的控制框图如图 3 所示。控制图中主要由电压外环电路和电流内环电路构成的双闭环系统，外环电路主要提供电压控制信号，经过乘法器后，作为内环的基准信号，输人电流与其比较后进人电流内环电路，输出为占空比电压信号，作为驱动 PWM 的控制开关管来调整电流的波形，使输人电流跟踪输人电压波形。
APFC 主电路结构充电系统的前级 APFC 电路方案主要由对谐波进行抑制作用的 EMI 电路和 Boost 升压变换电路组成，主要电路结构如图 4 所示。在谐波抑制电路中，电感 L1 的共模分量与 C3、C4 组成的电路主要对共模噪声污染进行滤波，而 L2、C5、C6 组成的电路主要对差模噪声污染进行滤波。
电动汽车车载充电系统的优化研究旨在提高充电质量、减少电能损耗，提出了系统电路中的功率因数校正电路方案，并对系统电路进行了整体优化。该研究结果对电动汽车的发展具有重要的参考价值。
