纯电动汽车充电机模型.pdf

第17卷第4期电机与控制学报Vol.17No.4
2013年4月ELECTRICMACHINESANDCONTROLApr．2013

纯电动汽车充电机模型

李晶，姜久春
(北京交通大学电气工程学院，北京100044)

摘要:针对纯电动汽车充电机，使用传统建模方法对之进行统一建模相当复杂的问题，将充电机
划分为若干级联子模块，分别研究各子模块二端口T参数等效模型，利用二端口T参数级联特性
和各参数间的转换关系，推导出充电机在不同充电模式下的等效二端口模型。考虑到动力电池的
负载效应，针对不同充电模式分别建立其带动力电池负载的模型并推导出用于稳态、动态特性分析
和控制器设计的开环传递函数。该建模方法的优点是针对不同充电模式、不同的动力电池模型无
需从头开始建模，只需改变对应子模块的参数即可得到新的模型。仿真分析和实验表明，等效二端
口法是一种对充电机进行统一建模的有效工具，为充电机的分析和控制奠定了基础。
关键词:纯电动汽车;充电机;二端口;模型;充电模式;动力电池
中图分类号:TM401.1文献标志码:A文章编号:1007－449X(2013)04－0064－08

Batteryelectricvehicleschargermodel

LIJing，JIANGJiu-cHun
(ScHoolofElectricalEngineering，BeijingJiaotongUniversity，Beijing100044，CHina)

Abstract:ItisdifficulttomodelbatteryelectricveHiclescHargerwitHtraditionalmetHods．CHargerisdi-
videdintoseveralcascadesubmodulesofwHicHsubmoduletwo-portmodulesarestudiedrespectively．
UsingtHetwo-portcascadecHaracteristicsderivedcHargertwo-portmodelindifferentcHargingmodes．
ConsideringtHepowercellloadeffect，inviewoftHedifferentcHargingmoderespectively，itestablisHed
itsequivalentmodel．THeopenlooptransferfunctionwasdeducedtoanalyzesteadystateanddynamic
cHaracteristicsanddesigncontroller．WHenusingdifferentpowerbatteryequivalentcircuits，andcHanging
tHepowercellmodelparameters，itgotnewcHargermodel．IndifferentcHargingmode，onlytHrougHtHe
twoportparameterconversionrelationsHip，itgotdifferentcHargingmodecHargermodel．THesimulation
andtHeexperimentalresultssHowtHattHeequivalenttwo-portmetHodisaneffectivetooltomodelcHarger
foritsanalysisandcontrol．
Keywords:batteryelectricveHicles;batterycHarger;two-port;model;cHargingmode;powerbattery

时变电路，因此无法直接应用经典线性控制理论和
0引言［］
线性电路理论对其进行分析和控制1－2。针对经典
纯电动汽车充电机的核心是DC/DC开关变换开关变换器的模型，国内外学者已经作了大量的研
器。由于开关器件的存在，充电机电路属于非线性究，提出了一些比较实用的方法。分为基于线性系

收稿日期:2012－09－24
基金项目:国家"863"项目(2011AA05A108)
作者简介:李晶(1983—)，女，博士研究生，研究方向为纯电动汽车充电机建模与控制;
姜久春(1973—)，男，博士，教授，博士生导师，研究方向为电力电子。
通讯作者:李晶

书
第4期李晶等:纯电动汽车充电机模型65

统理论的建模方法，如状态空间平均法，三端开关器充电，此阶段SOC随时间呈线性增长，直到其电压
件模型法和能量守恒平均法等［3－5］。该方法简单，达到预先设定的上限，然后再以此电压对电池进行
灵活，目前被广泛应用。基于非线性系统理论的建恒压充电，此阶段电流衰减比