混合動力動車組鋰電池充電機研究與設計.pdf

隨著中國鐵路建設的大規模發展，國內動車組相關技術研究也不斷深入。為了緩解動車組在電氣化線路與非電氣化線路交叉條件運行的困難，解決內燃動車組在城市運行的污染問題，更加環保的混合動力動車組應運而生?；旌蟿恿榆嚱M關鍵技術研究與典型樣車研制項目是北京交通大學與長春軌道客車股份有限公司聯合開展的，混合動力動車組是至少具有兩種能量來源的動車組?！　〕潆姍C主要完成對混合動力動車組緊急蓄電池充電和對動車組列車所有低壓直流負載供電功能。本文基于理論與工程基礎，完成了對蓄電池充電方式分析、充電機主電路設計、控制系統設計、模型仿真與實驗驗證等工作?！　”疚氖紫葘榆嚱M蓄電池特點進行了分析，并根據新型鋰電池的特點，選擇鈦酸鋰類型電池作為混合動力動車組緊急蓄電池。然后通過對不同充電方式的對比，選擇了先階段恒流后恒壓的充電方式?！　∑浯?，完成了對充電機主回路的設計以及對主要器件的選型工作，并對充電機損耗器件的損耗進行詳細計算，并據此估算了充電機的整體效率?！　∪缓?，設計了充電機控制系統的硬件框架，完成了充電機控制系統采樣環節、模數轉換環節的設計。選擇了充電機的控制方式，分析了脈沖生成原理，并完成了電壓電流控制、保護與重啟等關鍵環節的程序設計工作?！　≡俅?，建立了充電機的小信號模型，推導了控制系統的傳遞函數，使用零極點配置的方式設計了PI控制器，然后對系統的穩定性進行了分析。最后推導了PI控制器的數字實現形式，并設計DSP中的PI控制程序?！　∽罱K，利用計算機仿真軟件建立系統仿真模型，根據仿真初步驗證設計的可行性。完成樣機生產并對樣機進行了基本功能性測試、性能試驗，并完成了裝車調試等工作。最終的試驗數據表明，充電機樣機在輸出電壓控制、充電電流控制、保護與重啟功能等方面均達到了設計預期要求，并在混合動力動車組樣車上可靠運行。