1. 研究目的与意义（文献综述）

能源紧缺和环境污染已经成为了国际社会亟待解决的问题。随着自然资源的逐渐消耗和环境污染的日益严重，就我国目前的能源形势而言，人均占有石油和天然气比例仅相当于世界水平的1/15。另一方面，由能源问题产生的环境污染问题也凸显严重。雾霾天气使我国北方大部分区域受到污染。自哥本哈根世界气候大会后，全球范围内的汽车企业都加快了发展低碳节能汽车的进度，市场上涌现出各种品牌的新能源汽车。

在当前能源危机和环境危机越来越受到汽车生产商重视的环境之下，被誉为汽车工业未来的电动汽车ev作为一支重要组成力量一步步迈上世界汽车工业舞台,并在各国政府和汽车制造商的共同推动下取得了快速发展,纯电动汽车（pev），混合动力汽车（hev），燃料电池电动汽车（pcev）和外接充电式混合动力汽车（phev）相继出现。其中,pev因能真正的实现“零排放”而成为电动汽车的重要发展方向之一。

我国在新能源汽车方面是非常积极的，这主要是因为：第一，传统能源的短缺危机和环境保护的客观要求，我国对外国的石油依赖度逐年提升，而此时正值汽车工业整体处于调整方向的阶段，新能源汽车是整个产业的需求。第二，我国的传统汽车工业尤其是乘用车起步较慢，一直处于相对落后的状态，如果继续走欧洲等企业的路线，那么我们可能将继续处于落后的状态。第三，由于早期我国在电池、电机及电控等领域的技术积累，我国在发展新能源汽车方面具备一定的条件，所以，我国政府紧跟最新的形势，制定了相关政策鼓励和扶持新能源汽车的发展。

2. 研究的基本内容与方案

本文研究的课题为千瓦级车载锂离子动力电池充电器设计与仿真，论文工作主要包括以下几方面的内容：

(1)、了解电动汽车的相关技术、电动汽车用电设备和常用动力电池。

(2)、了解车载充电机的整体结构，包括功率因数校正电路和隔离型DC/DC变换器。

(3)、掌握功率因数校正电路交错并联BoostPFC的控制方式与工作原理，运用仿真工具Matlab搭建仿真电路。

(4)、掌握全桥LLC谐振变换器在不同工作频率下的工作原理与工作过程，进行仿真与调试。

(5)、搭建实验平台，并对样机进行调试，分析样机效率特性及设计性能指标。

在查阅大量相关文献后，拟定技术路线如下：

图1.1 车载充电器原理

一．AC/DC负责市电的整流，并且负责满足电网对充电设备功率因素的需求。目前，单相APFC有四种拓扑结构：

①基于buck电路的APFC：其电网输入侧的电感电流都处于断续状态，功率因数较低；

②基于buck-boost电路的APFC：可同时实现升压、降压功能，并且能够对负载电流的大小进行有效限制，输入与输出的隔离也较为容易实现；

③基于flyback的APFC，具有简单的电路结构，采用的变压器既能对能量进行储存，又能够实现隔离变换；

④基于boost电路的APFC（最常用）：在输入侧有升压电感，能够使电流纹波的高频分量得到有效降低，减小髙频电流的瞬间冲击。

从上述四种中选择最为合适的一种。

二．DC/DC负责将电力转换成符合电池规格的直流电进行充电。目前市场上都以隔离型DC/DC为主流。主流DC/DC中皆为四种拓扑架构：

①半桥：采用脉宽调制（PWM）控制方式。

②半桥LLC谐振：和普通半桥的区别在于控制方式为频率调制（PFM）控制方式。因为电路处于串联谐振状态，DC/DC拥有很宽范围的零电压开关（ZVS），能在高开关频率下运行，效率很高。

③移相全桥：采用PWM控制方式，用移相全桥效率可以做很高。艾默生、华为就是用此方案。

④全桥LLC：与移相全桥的区别在于副边增加了谐振电容，并采用PFM控制方式。移相的只能实现开关管的ZVS，而谐振变换器能够既实现ZVS，又实现副边整流管的ZCS，因此整机工作效率要比移相方式效率高。

从上述四种中选择最为合适的一种。

3. 研究计划与安排

第1-2周：研究及方案论证，广泛查阅中外文献资料，确定采用的设计方案和设计路线，完成开题报告。

第3-6周：完成基于光电传感器的自动寻迹智能小车的设计方案选择。

第7-10周：完成基于光电传感器的自动寻迹智能小车的硬件和软件设计。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]潘樟惠.电动汽车换电网络规划研究综述[j].电力与能源，2014，35（4）

[2] 余发山.单片机原理及应用技术.中国矿业大学出版社,2003

[3]康华光.电子技术基础(数字部分).高等教育出版社,2000