《移动电源与车辆》2011年总目次

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关于移动电源车的探究

关于移动电源车的探究

关于移动电源车的探究摘要:随着国家经济与科技的发展,移动电源车在各领域的经济建设中发挥着重要的作用。

移动电源车有着机动和灵活的特点,在抢险,灾害、应急等电力急需供应的一些特殊的场合发挥着它特有的功能,是其他车无法比拟的,除了提供电能外还可以携带一些人员和作业设备,完成现场的各种作业需求。

基于此,本着重介绍了应急电源车的总体结构布置、厢体主要结构的设计及技术亮点。

关键词:应急电源车;结构特点;技术亮点1移动电源车概述移动电源车(见图1)可称为电源车、应急电源车、发电车、应急抢险排水车、多功能应急电源车等,是在定型的二类汽车底盘上加装厢体及发电机组和电力管理系统的专用车辆,移动电源车具有良好的越野性和对各种路面的适应性、并且具有灵活的可移动性。

各种突发事件和重大事件、各种自然灾害、各种用电保障场合,多功能移动电源车都发挥了它的特殊功能。

其主要应用于抢险救灾、野外勘探、工程作业、突发事件、军事、不可停电行业等领域。

如工业企业、港口码头、医院大厦、各种仪式场合、建筑施工、工程抢修、影视拍摄现场、石油、邮电通讯、电力、移动通讯、作战装备、部队后勤保障等。

适应于全天候的野外露天作业,具有整体性能稳定可靠、操作简便、噪音低、排放性好、维护性好等特点,能很好地满足户外作业和应急供电需要。

因此,移动电源车市场前景十分广阔,有着巨大的发展空间。

图12电源车的总体结构布置以车载发电机组功率为23.9kW应急电源车为例,需要在车厢内布置发电机组、进风消音装置、电缆卷筒、机组消音排气装置、电器系统、出风消音装置、轴流风机、照明系统、电气系统等装置。

综合考虑各种因素,总体结构布置如图2和图3所示。

图2车厢内整体布置图图3应急电源车整体布置3电源车基本结构3.1底板总成应急电源车内装置很多,底板要承受很大的重力。

底板总成主要由5mm厚的花纹底板、板横梁、左右边梁、前后边梁及铁直梁组焊而成。

同时考虑到车厢底板与后门下边缘间的密封要求,将车厢后边梁设计为台阶形。

《大功率车载逆变电源的设计开题报告1700字》

《大功率车载逆变电源的设计开题报告1700字》

开题报告
二、国内外研究现状
目前市场上常用的车载逆变器按功率等级大致可以分为75W、100W、150W、30W、500W、800W、1000W、1500W、2000W、2500W等规格。

车载逆变器的输入为汽车点烟器或者蓄电池,一般汽车点烟器10A左右的电流,故点烟器输出的功率约为150W。

对于功率等级小于150W的车载逆变器可以直接由点烟器供电,大于150W功率等级时需要直接从车载蓄电池供电,否则会因为过流烧毁汽车配件及保险丝。

随着车上使用电器种类的增多,对车载逆变器的容量提出了更高的要求,小功率150W及以下规格的车载逆变器已经不能满足人们的需求,中大功率的车载逆变器是今后的发展趋势[1]。

目前市场上所使用的车载逆变器一般是先升压再逆变
三、研究内容及拟解决的关键问题
1、设计内容:设计宽输入、高增益、大功率车载逆变电源。

(1)分析当前可行的主电路拓扑和控制方案,选择电路拓扑和控制方案。

(2)计算主电路主要元器件参数。

(3)完成控制电路的硬件电路设计和软件设计。

(4)通过仿真实验对理论分析进行验证。

2、设计要求:
(1)输入电压为:DC18V-36V
(2)输出电压:AC220V
(3)额定输出功率:3kW
(4)谐波畸变率:<3%
3、关键问题:
(1)前级DC/DC变换器需满足宽输入电压范围内的稳定输出;
(2)DC/DC变换器需要有髙升压比,可以满足逆变所需360V-380。

汽车拖拉机学(第2版)课件:电气设备

汽车拖拉机学(第2版)课件:电气设备
机为200~600 A,柴油机有的高达1000 A)。
②在发电机不发电或因发动机处于低速而使发电机电压较低时,蓄电池
向点火系统及其他用电设备供电,同时向交流发电机供给他激励磁电流。
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《汽车拖拉机学》
电气设备
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③当用电设备同时接入较多,发电机超负荷时,蓄电池协助发电机
共同向用电设备供电。
变为直流电。
③调节电压。电压调节器对整流器输出的直流电压进行调节,使之
在发电机转速或流到各用电设备的电流发生变化时,也能保持电压
稳定。
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电气设备
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2.类型
车用交流发电机是一个三相同步交流发电机,通过硅二极管组
成的三相桥式整流电路将电枢绕组所产生的交流感应电流变为直流
位传感器的类型有热敏电阻式(热线式)和浮子开关式等。
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第三节 照明系统
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为了保证汽车拖拉机在夜间和视线不良条件下的行驶安全和工作
可靠,提高平均行驶速度,在汽车拖拉机上装有照明装置。而汽车
由于其保证行驶的安全性需要,对照明系统的要求比拖拉机要复杂
车速里程表分为磁感应式车速里程表和电子式车速里程表
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电气设备
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6.发动机转速表
在很多车辆装有发动机转速表,用于显示发动机的转速,驾
驶人可以根据发动机转速表的示值监视发动机的工作状况,更好
地利用发动机的工作特性。在检查与调整发动机时,也经常需要
通过车辆上的发动机转速表获得发动机转速参数。

200年《移动电源与车辆》征订单

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汽车电气设备(第2版)_第3章_交流发电机_凌永成_电子课

汽车电气设备(第2版)_第3章_交流发电机_凌永成_电子课
前、后端盖上均装有滚珠轴 承,用以支承转子总成。后 端盖内装有电刷与电刷架, 两只电刷装在电刷架中的导 孔内,借助弹簧的弹力与滑 环保持接触。
(a)外装式电刷
(b)内装式电刷
图3-19 电刷及电刷架
两个电刷中与发电机外壳绝缘的称为绝缘电刷,其引线接 到发电机后端盖外部的接线柱“F”上,成为发电机的磁场接 柱。另一个电刷是搭铁的,称为搭铁电刷。
盖;20—安装臂钢套;21—后端盖; 22—后端盖轴承油封及护圈;23—散热板固定螺栓
1.转子总成
转子总成(rotor assembly)是交流发电机的磁场部分, 作用是产生磁场。 转子总成主要由两块低碳 钢爪形磁极、磁轭、磁场 绕组、转子轴和滑环等组 成。
图3-12 交流发电机转子总成 1—滑环;2—转子轴;3—磁爪;4—磁轭;5—磁场绕组
中性点电压用途 很广,常用来控制充 电指示灯和各种用途 的继电器,如控制空 调继电器、磁场继电 器等。
2)八管交流发电机整流电路
图3-23 八管交流发电机整流电路
试验表明,在不改变交流发电机结构的情况下,在定子 绕组的中性点处加装中性点二极管后,发电机输出功率与额 定功率相比,可以提高10%~15%,并且转速越高输出功率 增加越明显。
三只正极二极管的外壳压装或者焊接在铝合金散热板的 三个孔中,共同组成发电机的正极。由固定散热板的螺栓通 至外壳外(元件板与外壳绝缘),作为交流发电机的输出接 线柱“B”接线柱(也有标“+”或“电枢”字样的)。
负极二极管的中心引线为负极,外壳为正极,管壳底部 一般有黑字标记。三只负极二极管的外壳压装或焊接在另一 散热板上(此板与后端盖相接),或者直接压装在后端盖的 三个孔中,和发电机的外壳共同组成发电机的负极。
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我国电源车产品与技术介绍

我国电源车产品与技术介绍

我国电源车产品与技术介绍第一篇:我国电源车产品与技术介绍我国电源车产品与技术介绍电源车是主要应用于抢险救灾、野外勘探,工程作业、处理突发事件、夜晚作业、部队与军事等领域的作业车辆。

它是将独立的发电机组装在汽车底盘上,电源系统由柴油机、发电机、变压整流器和微电脑控制系统组成,是特殊用途的专用汽车,多是根据客户的需求由各专用汽车生产企业或电源设备生产企业改装而成,不仅可以降低成本,而且使用起来更为方便,能满足恶劣条件下的抢险施工需求。

一、电源车产品适应市场发展的需要电源车体积小、功率大、功能多,可应用于多种行业,是处理应急、突发事件不可缺少的设备,另专有灭火器、铝合金伸缩梯、专用电缆收放滚筒等抢险应急工具。

电源车的应用领域广,产品拓展性强,是符合国家产业政策方向。

上个世纪,我国高档次的高层消防车、高速公路清扫车、电视卫星转播车、抢险照明车等大多依赖进口。

而在欧美等发达国家,高附加值的多功能商用车在汽车市场上占据主要地位。

在我国,电源车是进入本世纪以来我国一些汽车生产企业根据国际国内市场需求形势,结合国家的产业发展政策,利用国内现有厢式改装车技术、生产优势而自主开发的。

电源车属于新型高科技产品。

在电力抢险、通信维修、市政建设、突发事件处理、抢险救灾等方面有明显的和潜在的市场需求。

电源车作为应急机动车,由于具有较好的机动性,而在军事作战演习、野外勘探、抢险救灾等场合的后勤保障中得到应用。

我国电源车的开发生产,适应了国内市场,并且具有广泛的市场发展空间。

目前,国内使用的电源车多是具备车载发电机与照明系统整合的功能,主要运用于野外作业时的照明。

不仅降低可以成本,而且使用起来更为方便,能满足恶劣天气下的抢险施工需求。

便携式乙炔氧焊切割设备,可满足抢险施工应急之急。

随着我国城市数量的增加,规模的扩大,功能的增强,对特种车辆的要求日益增长,不同地区的经济水平、道路状况、地理条件等差异很大,这就要求企业在开拓市场方面要进行严密的分析,拿出不同的策略和应对方案,有针对性地开发和投放新产品。

移动应急电源车行业发展探析

移动应急电源车行业发展探析

移动应急电源车行业发展探析作者:朱高科牛海峰张志雄戴建军来源:《中国化工贸易·上旬刊》2017年第03期摘要:应急电源车作为一种专用车辆,与传统汽车相比其适应性更强,即使在野外恶劣环境下也能够很好工作。

尤其是移动性这一特点,非常适用于在某些野外作业开展。

该类型车辆在应急抢修工作中也有非常突出的表现,随着我国经济与社会发展,应急电源车辆的需求量将会越来越大。

本文就移动应急电源车行业发展探析作简要阐述。

关键词:移动应急电源车;行业发展;探析移动电源车的组成包括了以下部分:照明系统,汽车底盘,发电机组,配电操控箱,液压支撑系统。

通过对各部分进行科学合理搭配,从而使该类型车辆能够广泛应用于露天作业等环境。

1 移动电源车的发展背景我国经济随着改革开放迅速发展,而与之相应的,电力企业规模与电能应用也在持续发展,电能为经济发展作出了重要贡献,社会经济发展对于电能依赖程度也在日益加深。

对电能提供服务与支撑提出了更高的要求,在某些后特殊情况下,常规性电能无法为工作开展提供必要的支撑,由此就需要某些特殊设备提供帮助。

如以往柴油机组发电为工作开展提供有效的支撑,尤其是在某些应急工作中,将其作为应急电源与应用于应急设备,解决了生活或者是工作中某些突发问题。

突发问题的解决也正是移动应急电源出现的一方面原因,另一方面则是由于城市化进程的发展,生活中出现的问题越来越多,原有的处理方式或者是能源供给已经无法有效的满足工作开展的要求,需要新的方式为工作开展提供帮助。

传统柴油机组的特点体现在对工作环境有严格要求,某些户外条件环境条件恶劣情况下无法正常开展工作,并且在移动性方面也体现了某些不足。

与之相比应急移动电源车的出现则可以有效解决这一问题,首先其具备了良好的越野性能,能够在各种路面行驶,并且可以提供正常电能供给。

从灵活性方面来看,操作较为简单,柴油发电机组需要进行组装才能正常工作,并且对组成的过程中以及技术等有严格要求。

Q CSG 11516 _7_ 2010电动汽车充电站监控系统技术规范

Q CSG 11516 _7_ 2010电动汽车充电站监控系统技术规范

Q/CSG 11516.7—2010电动汽车充电站监控系统技术规范Technical specification for supervisorsystem ofelectric vehicle charging station目次前言................................................................................. II1 范围 (1)2 规范性引用文件 (1)3 名词术语 (1)4 总则 (2)5 系统构成 (2)5.1 系统结构 (2)5.2 网络结构 (2)6 硬件构成 (3)6.1 总体要求 (3)6.2 站控层设备 (3)6.3 间隔层设备 (3)6.4 网络设备 (4)7 软件要求 (4)7.1 总体要求 (4)7.2 软件组成 (4)8 系统功能要求 (4)8.1 站控层功能要求 (4)8.2 间隔层功能要求 (9)9 性能指标 (10)10 工作电源 (11)附录A(规范性附录)本规范用词说明 (12)附录B(资料性附录)充电站监控系统典型结构图 (13)附录C(资料性附录)充电站监控系统模拟量输入信号 (15)附录D(资料性附录)充电站监控系统开关量输入信号 (16)附录E(资料性附录)充电站监控系统开关量输出信号 (18)前言为贯彻落实国家节能环保政策,促进电动汽车推广应用,延伸供电服务价值链,指导和规范南方电网电动汽车配套充电设施建设,特制定本标准。

本标准是中国南方电网有限责任公司电动汽车充电技术系列标准之一。

该系列标准目前包括以下标Q/CSG 11516.1-2010 电动汽车充电设施通用技术要求Q/CSG 11516.2-2010 电动汽车充电站及充电桩设计规范Q/CSG 11516.3-2010 电动汽车非车载充电机技术规范Q/CSG 11516.4-2010 电动汽车交流充电桩技术规范Q/CSG 11516.5-2010 电动汽车非车载充电机充电接口规范Q/CSG 11516.6-2010 电动汽车非车载充电机监控单元与电池管理系统通信协议Q/CSG 11516.7-2010 电动汽车充电站监控系统技术规范Q/CSG 11516.8-2010 电动汽车充电站及充电桩验收规范本规范由中国南方电网有限责任公司标准化委员会批准。

车载逆变电源文献综述

车载逆变电源文献综述

文献综述题目12V/220V车载逆变电源学生姓名闫海停专业班级电子信息工程07—2 学号200701030248院(系)电气与信息工程学院指导教师杜海明完成时间 2011年 4月 20日文献综述车载逆变电源及其发展车载电源又叫电源逆变器,是一种能够将DC12V直流电转换为和市电相同的AC220V 交流电,供一般电器使用,是一种方便的电源转换器,由于常用于汽车而得名。

车载电源一般使用汽车电瓶或者点烟器供电,先将这样的低压直流电转换为320V左右的直流电;然后是真正的转变阶段,它将高压的直流电转变为220V、50Hz的交流电.有了车载电源,您就可以把家里所有的小家电搬到车上使用,如手机、笔记本电脑、数码相机、车用冰箱、摄像机、DVD等,从而使人在车里有一种置身家中的感觉。

自它面世以后,那些在车里使用电器的诸多局限将不复存在,可以使人真正享受“与家同行,与世界相通”的感觉。

一切电子设备都离不开电源提供能量,随着电子技术的发展,电子系统的应用领域越来越广泛,电子设备的种类也越来越多,对电源的要求更加灵活多样。

逆变是对电能进行变换和控制的一种基本形式。

现代逆变技术是综合了现代电力电子开关器件的应用、现代功率变换、 PWM技术、频率及相位调制技术、开关电源技术和控制技术等的一门实用设计技术.经过20多年的不断发展,开关电源技术有了重大的突破和进步.新型功率器件的开发促进了开关电源的高频化,功率MOSFET和IGBT可使中小型开关电源工作频率达到400KHZ,软开关技术使高频开关电源的实现有了可能,它不仅可以减少电源的体积和重量,而且提高了电源的效率;控制技术的发展以及专用控制芯片的生产,不仅使电源电路大幅度简化,而且使开关电源的动态性能和可靠性大大提高[1]。

开关电源的高频化是电源技术发展的创新技术,高频化带来的效益是使开关电源装置空前的小型化,并使开关电源进入更广泛的领域,特别是在高新领域的应用,推动到了高新技术产品的小型化、轻便化,另外开关电源的发展与应用在节约资源与保护环境方面都具有深远的意义[3]。

机不动电动:移动供电走近工程机械

机不动电动:移动供电走近工程机械

EXCLUSIVE专题策划机不动电动:移动供电走近工程机械通过数台供电车轮流为一台或数台挖掘机供电,既解决了电动挖掘机不容易在野外得到供电的问题,又解决了电池储电密度低、不宜携带的问题。

有人形象地形容杭州蓝力电动科技有限公司推出的移动供电型电动挖掘机是用一个大充电宝在电网和机械之间来回跑,从而保证电动挖掘机能在工地上正常施工。

11月23日,以《电动转型,中国工程机械窘境中的生机》为主题的一场别开生面研讨会,吸引了包括中国工程机械工业协会会长祁俊先生等一众行业大咖的莅临。

“中国电力机车之父”刘友梅院士在研讨会上兴奋地表示,非常愿意关注蓝力电动方案的发展,并相信这种移动供电模式很可能对中国的电动化进程有积极的推动作用。

“机不动电动”的移动供电全新理念电动挖掘机具有“零”排放、低噪声的优势,并且能耗成本不到燃油的1/3,但空间盲点,时间盲点和储能技术的盲点,使得现在可以实际应用的机械设备离不开电网供电,尤其是工程机械这样用电量大的设备,包括挖掘机这样需要在各种恶劣工作环境下工作的机械来讲,三大盲点的制约尤为明显。

挖掘机的电动化必须要同时解决这三大盲点才可以实现,蓝力电动的方案非常朴素,他们没有配置很高密度的电池,但他们用密度低一点,能量少一点,跑的快一点的电池车多跑几次。

移动供电方案的原始提案人、蓝力电动董事长龙小平博士介绍风趣地说:“这个方案谁都可以想到,只是不一定谁都会去尝试。

但尝试过以后,我们才发现我们可能用了一种最笨的方法,解决了聪明人没能解决的问题。

”龙小平博士在日本著名工程机械企业从事机电研究多年,对于电动挖掘机的研究有深入的理解,他阐述道,对于挖掘机来讲,电动化的优势远远不止于节能减排。

挖掘机上发动机的燃油效率还不到40%,剩下60%都是在发热,在制造废气、噪声和振动等恶劣的工作环境。

工程机械中核心技术的一半以上都是在对付发动机带来的后遗症,占据了大块的制造成本。

去掉了发动机,实际上就是搬掉了挖掘机向智能化、信息化等更高层次进步的障碍,挖掘机电动化后,肯定会有一个大的飞跃,这才是我们说挖掘机转型要从电动化开始的真正意义。

新能源汽车国家标准《目录》

新能源汽车国家标准《目录》
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GB/T 23335—2009
天然气汽车定型试验规程
2009-3-23
2010-1-1
10
GB/T 18437.2—2009
燃气汽车改装技术要求 第2部分:液化石油气汽车
2009-3-92010-1111GB/T 18437.1—2009
燃气汽车改装技术要求 第1部分:压缩天然气汽车
2009-3-9
72
GB 5181-1985
汽车排放物术语和义定
1985-5-11
1986-3-1
73
GB/T 12679-1990
汽车耐久性行驶试验方法
1990-12-30
1991-10-1
74
GB 4125-84
汽车安全玻璃抗冲击性试验方法
1984-1-3
1984-12-1
75
GB 7593-87
机动工业车辆 控制符号
GB 3800-83
汽车车架修理技术条件
87
GB 5624-85
汽车维修术语
88
GB/T 13405-1992
汽车V带轮
1992-3-28
1992-10-10
89
GB/T 17340-1998
汽车安全玻璃的尺寸、形状及外观
1998-5-8
1998-12-1
90
GB/T 17351-1998
汽车车轮 双轮中心距
GB/T 21085—2007
机动车出厂合格证
2007-9-10
2008-4-1
26
GB/T 8243.11—2007
内燃机全流式机油滤清器试验方法 第11部分:自净式滤清器
2007-6-25
2007-11-1

《移动电源与车辆》2007年总目次

《移动电源与车辆》2007年总目次
基 于 P C的多 台柴 油发 电机组 自动并 列控 制系统 …… ……… ……… …… ……… …… … I L 东鸿滨 燃气 涡轮 发 电机 组参 数检 测装置 …… …… ……… ……… …… ……… … 程 月蒙 , 程培 源 , 旭 峰 杨 燃气 涡轮发 电机组 监 控 系统 … ……… …… ……… ……… …… ……… … 程 月蒙 , 程培 源 , 旭峰 杨
117 1 .4 .
某型机械维修车行驶稳定性设计计算……………¨ ………………………・ ……… 陈文柏 , 聂水湘
c代码接 口在频率变化时交流采样中的应用 ……………………………………… 钱克昌, 赵锦成
某 雷达 配套 中频 电站并 联运 行 电路 设计 …… ……… …… ……… ……… 杨 润生 , 邵天 章 , 素 宁 张
……… ……… 尹志 勇 , 锦成 , 飞龙 , 高辉 赵 张 冯 强 , 岗莹 , 新宇 边 杨
1 17 1 .4 .5 2 181 .4 .
玉, 刘重发 2 184 .4 .
2 187 .4 . 2 18 1 .4 .0 2 18 1 .4 .2
电站及 其 负载 的 防雷研究 … ……… ……… ……… …… …・ ・ …… ……… ・杨永 清 , 赵忠 宇 , 罗丽瑕 智能功 率模 块 ( WM) 的驱动与 保护 ……… ……… …… ……… … 陈永利 , 闫英 敏 , 赵 霞, 刘 闯
1173 .4 .0
2 18 2 .4 . 1 2 18 2 .4 .6 3 19 1 .4 .6
维普资讯
溯高美 A S开关 的控 制 应用浅 析 …… ……… …… …… 宋耀 军 , T 朱亚元 , 张俊 岭 , 翟建立 , 杨

便携式电力机车应急启动电源研究李星泽宋小翠

便携式电力机车应急启动电源研究李星泽宋小翠

便携式电力机车应急启动电源研究李星泽宋小翠发布时间:2023-06-19T13:23:31.558Z 来源:《中国教师》2023年7期作者:李星泽宋小翠[导读] 随着铁路交通的发展和便民化的需要,铁路电力机车和电力动车组在铁路交通中发挥着越来越重要的作用。

然而,在启动过程中,电力机车或动车组有时会出现故障导致无法正常启动的情况,会对铁路运输的安全和效率产生了不良影响。

因此,研究一种便携式电力机车应急启动电源,可以在紧急情况下为电力机车提供启动电力,既保证列车运行的时效,又保障铁路运输安全,符合铁路交通发展的需求。

武汉铁路职业技术学院湖北武汉 430205摘要:随着铁路交通的发展和便民化的需要,铁路电力机车和电力动车组在铁路交通中发挥着越来越重要的作用。

然而,在启动过程中,电力机车或动车组有时会出现故障导致无法正常启动的情况,会对铁路运输的安全和效率产生了不良影响。

因此,研究一种便携式电力机车应急启动电源,可以在紧急情况下为电力机车提供启动电力,既保证列车运行的时效,又保障铁路运输安全,符合铁路交通发展的需求。

关键词:便携式应急启动电源、电力机车、蓄电池1、引言在实际运用过程中,电力机车、动车组经常由于各种不可控因素,如蓄电池质量问题、司机误操作、电力机车运用环境温度影响等,均有可能造成车载蓄电池亏电无法启动,从而导致机车无法准时运行,甚至影响到铁路整体运行秩序。

2019年7月23日周口客技所,K401次(周口-北京西)本务机车HXD1D0642(郑局郑段),因乘务员值乘当日K402次到达后,未关闭机车蓄电池开关,致使机车蓄电池严重亏电。

18:00机班出勤后,发现机车无法正常启动(蓄电池电压56V)。

因客技所无地面电源设备,同时无备用客运机车,最终导致K401次列车因机车无法正常启动,晚点1小时41分。

严重阻碍了漯阜线正常铁路运输秩序,构成铁路一般D21事故。

遇到电力机车、动车组蓄电池亏电的情况,通常使用地面电源充电的方式或更换部分车载蓄电池启动电力机车,这种方法对检修台位要求较高,同时更换备用蓄电池对检修作业人员也是一种考验。

特种车辆用电源变换与保护装置设计

特种车辆用电源变换与保护装置设计

特种车辆用电源变换与保护装置设计苏勰;宋克岭;韩永;党寻诣【摘要】为了适应特种车辆用高压供电体制,满足整车电气设备对电能的使用需求,具备完善的软启、过压、过温、限流等保护功能,同时实现低压电网、高压电网的有效隔离,进行特种车辆用电源变换与保护装置的设计.该装置选择移相全桥拓扑结构,通过参数匹配、仿真验证及台架试验,该系统能够满足特种车辆整车系统的电能使用要求,并已进行产品开发应用.【期刊名称】《车辆与动力技术》【年(卷),期】2019(000)001【总页数】4页(P58-61)【关键词】电源变换与保护装置;移相全桥;参数匹配;仿真验证;台架试验【作者】苏勰;宋克岭;韩永;党寻诣【作者单位】中国北方车辆研究所,北京100072;中国北方车辆研究所,北京100072;陆军装备部航空军事代表局,北京100036;中国北方车辆研究所,北京100072【正文语种】中文【中图分类】U270.2;U270.38+1未来混合动力特种车辆均采用高压供电体制,取消传统28V发电机,因此需要一种将高压动力电源转换为28V直流控制电源的电源转换装置.动力电网采用330V高压直流供电体制,出于安全考虑,电源变换与保护装置将采用高频变压器进行高低压隔离,以保护人员及设备安全.1 电源变换与保护装置设计选择移相全桥拓扑作为电源变换与保护装置的主结构,主要拓扑结构如图1所示.图1 移相全桥拓扑示意图移相全桥拓扑可实现超前臂、滞后臂的ZVS,28 V输出的纹波更低,滤波电容电流应力低,同时开关管承受相同电流电压条件下的传输功率为半桥的两倍.全桥变换通过调整超前臂与滞后臂的相位,调整LC输出滤波器输入占空比,使输出电压稳定在28 V.2 参数匹配设计根据典型用电需求分析,假定额定功率9 kW,最大功率11 kW,为保证方案合理性,利用极限工况即11 kW进行方案计算[1].2.1 变压器设计采用面积AP法设计变压器,选取磁芯材料,取Bm=0.4 T,效率η=0.8,变压器视在功率,PT=Pin+Pout=对于全桥电路有(1)式中:J为电流密度,通常取395A/cm2;fs为开关频率,20 kHz;Ku为铜窗有效系数,一般取0.2~0.4.代入公式(1),经计算有AP=194 cm4.选择磁芯T60004-L2130-W352,Ae=2.85 cm2.2.2 原副边电感量及匝数设计最小输出连续电流IoB为30 A.全桥Dmax为0.8.副边峰值(纹波)电流按式(2)计算.IsB=(2×IoB)/Dmax.(2)经计算,IsB=75 A.考虑占空比丢失,取Dmax=0.5.VO为输出电压,VD为二极管导通压降.电池电压最低270 V,滤波电感压降4 V,在输入电压和负载一定的情况下,为了满足输出电压的要求,必须减小串联谐振电感Lr或变压器原副边匝比n.原副边匝比按式(3)计算.副边电感按式(4)计算.原边电感按式(5)计算.(3)(4)LP=(NP/NS)2×LS.(5)经计算,n=4,Ls=4 μH,Lp=64 μH.法拉第定律E=(N×Ae×dB×10-8)/dt.(6)式中:E为有磁芯的电感或变压器绕组的感应电压,V;N为绕组匝数;Ae为磁芯截面积;dB为磁芯磁密度变化(高斯);dt为磁通变化时间,s.变压器原边匝数和副边匝数按式(7)计算.(7)将Ae=2.85×2 cm2,dB=3 200 G,Vdc(max)=270 V,n=4代入式(7)进行计算,得原边匝数Np=30 T,Ns≈8 T.2.3 开关管选择考虑到全桥电路IGBT关断期间,由于激磁电感参与谐振,IGBT承受高于电源电压的电压应力,故采用1 200 V的IGBT.全桥变换综合效率η为80%,最大占空比δmax为0.8,输入电压为400 V时,IGBT的峰值工作电流Icp(max)按式(8)计算.(8)经计算,Icp(max)=60.8 A.考虑两倍余量,IGBT峰值电流为200 A,全桥电路IGBT选用较大容量的225 A的IGBT.2.4 谐振电感参数选择2.4.1 超前臂实现ZVS要实现超前臂的 ZVS,要满足式(9)条件.(9)因为n2×L f很大,在超前臂开关过程中,其电流IP近似不变,相当于恒流源,所以在一定的负载电流下,很容易实现超前臂并联电容的迅速充放电,这样在很宽负载电流下能实现ZVS.2.4.2 滞后臂实现ZVS要实现滞后臂的零电压开通,必须满足以下两个条件:1)谐振电感抽走将要开通的开关管并联电容上的电荷,给同一桥臂关断的开关管并联电容充电;2)滞后臂开关的死区时间应小于或等于四分之一的谐振周期.考虑IGBT特性,死区时间不宜过短,否则需采用MOSFET,则将死区时间取为1.5 us,可得到Lr≥(10)经计算,L r≥35 μH.2.5 隔直电容参数选择由于器件差异,对角开关管导通秒伏数会存在不一致,变压器会沿磁滞回曲线持续上升或下降,从而在多个周期后磁芯饱和,进而损坏开关管,因此需要设置隔直电容改善这一工况.Cb=(Ipft×0.4T)/dV.(11)经计算,Cb=29.57 μF.考虑变压器漏感等实际因素,谐振电感取35 μH,隔直电容取30 μF,考虑IGBT特性,死区时间取1.5 μs.2.6 输出滤波电感电容参数选择把电感设计在电流连续模式(CCM)下工作,也就是说要使电感电流在一个要求的最小输出电流I0(min)情况下仍然可以保证电感电流不出现断续情况.假设车辆行驶工况最小电流为额定负载输出电流的10%,即39.2 A,则有(12)经计算,Lf=5.86 μH.由于铝电解电容,R0×C0为常数,取值范围为50×10-6~80×10-6,因此有C0=(80×10-6×dI)/Vr.(13)经计算,Co=586 μF.当截止频率时,滤波特性最合理,则适当调整Co、Lo,使谐振频率为2 kHz.取Co=1 500 μF,Lo=4.2 μH,谐振频率为2 kHz.3 移相全桥拓扑控制策略仿真验证及台架试验考虑到低压负载的突变对低压直流母线电压的影响,对电压采用外环PI调节.另一方面,蓄电池输出电压也会随能量的释放而逐渐降低,高压侧电网电压也在一定范围内波动,为实现以可控的方式对蓄电池进行快速充电,对用电设备供电,限制输出电流,采用电流内环.系统采用双闭环控制方式,工作频率20 kHz.仿真拓扑图如图2所示.图2 移相全桥仿真拓扑图3.1 仿真验证3.1.1 满载、轻载工况全桥变换输入参数为:满载工况,最大电流392 A;轻载工况,最大电流30 A. 谐振电感为30 μH.隔直电容为30 μF.仿真结果如图3和图4所示.由图可知,在满载及轻载条件下,该拓扑结构都能够稳定输出电压及电流.图3 全桥变换仿真满载输出波形图4 全桥变换仿真轻载输出波形3.1.2 突加突卸工况1)突卸工况.工况描述:在0.1 s时,负载电流由满载350 A突卸至100 A左右.仿真结果如图5和图6所示,由图可知, 当负载电流由满载350 A突卸至100 A左右时,经过0.1 s时间,输出电压能够达到稳定.图5 突卸工况负载端电压源波形示意图图6 突卸工况负载端电压电流波形示意图2)突加突卸工况.工况描述:在0.1s时,负载电流由满载350 A突卸至100 A左右,0.3 s时电流突加至原满载电流.仿真结果如图7和图8所示,由图可知,当负载电流由满载350 A 突卸至100 A左右时, 经过0.1 s时间,输出电压能够达到稳定.输出电流纹波为±1 A,电压纹波为±0.1 V,满足要求.图7 突加突卸工况负载端电压源波形示意图图8 突卸工况负载端电压电流波形示意图3.2 台架试验图9 电源变换与保护装置外形图该电源变换与保护装置样机见图9.经样机台架试验,输出电流与电压能够与仿真结果相近,输出电压、电流纹波均能满足设计要求,响应时间小于150 ms,同时效率大于85%,均能够达到设计要求.4 结束语通过参数匹配设计、仿真验证及台架试验,利用移相全桥拓扑结构设计的电源变换与保护装置能够满足整车电气设备对电能的使用需求,同时实现低压电网、高压电网的有效隔离.该拓扑结构能够很好地实现从电网到负载的能量流动需求,满足车辆稳态、瞬态功率需求,稳定电网电压,并尽可能多地回收整车制动能量,高效、稳定地为各类用电设备供电,达到减少整车油耗、提高整车能源利用率的目的.参考文献:【相关文献】[1] Abrahaml.Pressman. Switching Power Supply Design[M].北京:电子工业出版社,2002.。

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