摘 要

本文主要研究的是电动汽车驱动汽车充电双向一体化，即通过同一个电路拓扑实现驱动和充电两个功能。这样可以降低电动汽车的重量，因为这样可以减少电路元件。重量降低，成本也随之下降，也留出了更多的空间给其他部分。是电动汽车发展的必然趋势。

通过simulink软件搭建了了完整的电路拓扑，运用PWM控制方法控制IGBT的导通与关断。并建立了控制电路，通过PI控制等方法对电路进行控制。最后对输出的波形进行了分析，再进一步调整参数，完善输出波形。

关键词：电动汽车，驱动充电一体化，PWM

Abstract

In this paper, we mainly study the electric vehicle drive vehicle charging two-way integration, namely through the same circuit topology realize driving and charging functions. It can reduce the weight of the electric car, because it can reduce the circuit element. Reduce weight, costs have decreased, set aside the more space to the other part. Is the inevitable trend of the development of electric vehicles.

By Simulink software to build the the complete circuit topology, using PWM control method to control the IGBT on-off. And the establishment of the control circuit. Through the PI control method to control the circuit. Finally the output waveform is analyzed, then adjust the parameters, improve the output waveform.

Key words:PWM; electric vehicle;charge;drive

目录

第一章 绪论 1

1.1 研究背景及意义 1

1.2 国内外发展现状 3

1.2.1 驱动电机发展先状 4

1.2.1.1 永磁同步电动机 5

1.2.1.2 鼠笼式交流异步电动机 6

1.2.1.3 永磁无刷直流电动机 6

1.2.2 车载充电器发展先状 7

1.2.3 电机驱动控制器发展先状 8

1.2.4 电动汽车驱动充电双向一体化机技术发展现状 9

1.3 本文的主要研究内容 10

第二章 控制电路设计 11

2.1 基于PWM可控整流的APFC有源功率因数校正技术 12

2.2 传统的驱动电路设计 13

2.2.1 三相桥式PWM电路拓扑结构及控制方法 13

2.3 新的逆变电路设计 13

2.3.1 逆变电路原理 13

2.3.2 pid控制模块 14

2.3.3 滤波电容 15

2.4 传统的充电电路设计 15

2.4.1 三项桥式整流电路 15

第三章 充电控制算法设计 17

3.1 整流电路控制算法设计 17

3.2 整流电路仿真波形 18

第四章DCDC电路控制算法设计 20

4.1 DCDC电路设计 20

4.2 DCDC电路控制算法设计 21

4.3 DCDC电路仿真波形 22

第五章 结论与展望 24

致谢 25

参考文献 26

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

汽车是当今生活中不可或缺的一个重要组成部分，随着汽车工业等产业的快速发展，极大地改变了人们的生活方式和生活习惯，与此同时也导致了地球常规资源的过大消耗。对于这种日益增加的资源过度的消耗，已经成为全人类面临的严峻的问题。因此稳定的能源供应是每个国家所应解决的当务之急。

由《BP世界能源统计年鉴2015》的数据可以得出，全世界范围内的石油储量可开采数量为17010亿桶（到2014年的统计），而相对于目前的开采的速度，石油储量可供开采52.5年。相比于2009年的数据，当时的数据显示就目前而言石油只供开采45.7年，虽然可开采的年限上升了，但是情况仍然不乐观。在美国能源部的推测中我们可以看出，到了2020年之后，石油的需求量和供应量之间将会有较大的差值，而到了2050年，需求几乎就相当于是2000年石油总产量的2倍。根据2014年的数据，我国目前已探明的石油储量仅有185亿桶。所需的石油资源的50%依赖于进口，因此能源的短缺问题长期制约着我们国家的快速发展。而就目前的情况来看，石油绝大部分都消耗在汽车行业上。伴随着汽车工业的快速发展，到了2030年左右，要满足我国发展的基本需要，80%的石油都必须进口才能填补这个空缺。由此可见发展新能源汽车刻不容缓，也是绿色发展的必然选择^[1]。

同样，各种各样的环境问题也同时出现了。飞速上升的汽车数量，严重影响了生态平衡，同时也对水资源，空气等造成了不可磨灭的影响。这些影响又互相影响，互相加重，人类之前从未曾料想到的问题便出现了。汽车对环境的污染主要体现在以下几个方面：

（1）首先，温室效应主要由空气中的二氧化碳造成。就目前而言，全世界的二氧化碳的排放量已超过200亿吨，而其中的10%~15%的二氧化碳气体由汽车产生。汽车尾气中含有一氧化碳，二氧化碳，氮氧化物，碳氢化合物等有害气体，会对人体产生不良影响。如果不加防范并长期吸入这种气体，会对血液中的红血球造成不利的影响，使血管，肺发生病变。从而影响人体健康。

（2）高度消耗的自然资源。自然资源的大量消耗，首先消耗了大量的钢铁，铝材和塑料的小号也是一个很严重的问题。

（3）因制造汽车而产生的巨大污染。制作汽车用的塑料时中需要将氟利昂作为发泡剂，而臭氧层破坏的罪魁祸首就是氟利昂。另外，造成铅污染的铅基涂料，油漆溶剂等会产生有毒气体对空气造成影响。

（4）土壤和水体的污染。汽车排放的有害气体与此同时也会随雨水降落到海洋中，对海洋也造成污染。除此之外，运送石油的油船在海上频繁出现事故泄露石油也会造成污染。

（5）交通堵塞。因为越来越多的人拥有汽车，从而导致汽车所造成的环境问题越来越严重，首先交通堵塞浪费了大量的时间和金钱。其次堵车时汽车的频繁启动停止也会产生更多的尾气，更会导致城市烟雾。汽车排放的碳氢化合物和氮氧化合物在阳光的作用下发生化学反应，生成臭氧，醛，酮，酸等污染物，这些污染物的混合物所产生的烟雾就是光化学烟雾，世界上许多大城市所共同面临的问题。

所以，环保型汽车成为各国密切关注的重点，当代融合多种高新技术而兴起的纯电动汽车，混合动力汽车，正引发世界汽车行业的一场全新的革命。发展电动汽车等新能源汽车成为汽车工业发展的主流趋势，逐渐在全世界流行起来。目前电动汽车作为一种无有害气体排放的交通工具，正越来越受到人们的青睐。纯电动汽车因为采用电池供电，动力来源于驱动电机，相比于传统的汽车，电动汽车结构简单。并且可以实现零污染，零排放，易实现能量回收，因此整车经济性很高。电动汽车具有更加广阔的市场前景和巨大的发展空间，成为时下各国汽车行业研究的重中之重^[2]。