直流充电系统是电动汽车的重要支撑系统,是解决“充电难”、“充电慢”和实现电动汽车进一步推广发展的关键条件。直流充电系统多为两级式结构,即前级AC/DC+后级DC/DC,其中,后级DC/DC变换器与电动汽车动力电池直接相连,是直流充电系统的核心组成部分,对充电系统性能、安全和可靠性都有重大影响。LLC谐振变换器因具有软开关范围广、功率密度高、EMI干扰小等优势,多被应用作为后级DC/DC拓扑,在电动汽车直流充电系统领域极具研究与应用价值。但目前直流充电系统LLC谐振变换器研究仍面临诸多难题与挑战,例如,LLC谐振变换器在运行过程中存在的诸多扰动问题,主要包括前级AC/DC变换器输出电压突变、负载切换和LLC谐振变换器内部动态特性漂移等,都会影响变换器工作性能甚至会影响到系统稳定性和安全性,这对系统的抗扰性与鲁棒性提出了要求;随着对电池特性研究的不断深入,所提出的充电策略也愈发复杂多变,这也对系统的动态响应能力提出了较高的要求,但传统线性控制对LLC谐振变换器动态性能提升有限,难以使变换器输出能有效跟踪充电指令。为此,本文以电动汽车直流充电系统LLC谐振变换器为研究对象,以提高系统的抗扰性和动态响应特性为研究目的,重点进行了 LLC谐振变换器的滑模控制策略研究,有效提高了 LLC变换器的抗扰性能与动态响应能力。本文的主要内容与创新:针对电动汽车直流充电系统LLC谐振变换器对抗扰性与动态性能的需求,本文基于LLC谐振变换器的降阶小信号模型,提出了 LLC谐振变换器的非奇异快速终端滑模控制策略,并基于李亚普诺夫稳定理论验证了闭环控制系统的稳定性,所设计的滑模控制器结构简单,且实现了较好的抗扰性与动态响应性能。分别设计了电压环和电流环滑模控制器,并基于此设计了充电策略,实现了恒压、恒流等充电指令的跟踪输出。搭建平台进行了实验验证,实验结果表明,相较于PI控制器,所设计的滑模控制器有效提高了系统抗扰能力和动态响应性能。由于滑模控制存在固有抖振问题,导致变换器输出存在较大的高频电压电流纹波,该纹波进入到动力电池会对其造成容量衰减等危害,损害动力电池健康状态。为了解决这一问题,在上述滑模控制器的基础上,进一步提出了反步滑模协调抖振抑制策略,当判断系统状态在滑模切换区内运动时,通过切换函数将滑模控制切换为控制信号连续的反步控制,实现了稳态时抖振幅值的减小,实验结果也证明了所提抖振抑制控制策略的有效性。