高速磁浮列车车载蓄电池在列车速度高于150km/h时接收电网充电,在速度低于150km/h时,给悬浮、通风和控制等系统供电,因此其可靠性和容量直接影响列车的安全运营。为了保证蓄电池的性能,在蓄电池选型时要针对实际工况对所选蓄电池进行模拟运行考核。本文结合同济大学国家磁浮工程中心委托项目“高速磁浮列车充放电平台”,开发出用于高速磁浮列车蓄电池考核的高效、节能的充放电设备。根据技术要求,论文主要开展如下工作:充放电平台主电路设计。选择“双向AC/DC+隔离双向DC/DC+非隔离双向DC/DC”的系统结构+SiC器件的系统方案,实现高效的充放电性能。针对“双向AC/DC”,比较了基于Si型IGBT的三电平和基于SiC的两电平拓扑,综合拓扑的复杂程度、效率及成本,基于SiC两电平更具优势;针对“隔离DC/DC”,比较适合的隔离DC/DC变换器主要有双向CLLLC、双向LLC、双主动全桥等结构,考虑到软开关特性和双向对称性,选用双向CLLLC拓扑结构;针对“非隔离DC/DC”,为了减小电流和电压纹波,选择了交错并联Buck/Boost拓扑结构。充放电平台控制方式的设计。AC/DC部分采用电压外环和电流内环的双闭环结构,电流环采用DQ解耦控制。采用注入零序分量的SPWM等效SVPWM方式,这种方式简化了SVPWM的繁杂计算。CLLLC部分不用调压,采用定频率开环控制,固定频率为谐振频率,保证变换器效率最高。DC/DC部分充电采用输出电压输出电流串联双闭环控制,并且加入电流给定限制,可以实现恒流和限压充放电,放电采用电流闭环控制。充放电平台实验验证。本文结合企业项目,搭建了额定功率为2k W的实验平台,控制器核心为ARM+FPGA(EP4)。先分别验证了双向AC/DC对有功电流、无功电流的控制和稳定直流电压的控制,双向CLLLC的定频率控制,交错并联Buck/Boost对电压、电流的控制。实验主要验证了拓扑的理论正确性、算法的正确性以及充放电的可行性。最后验证了系统级联的充放电控制。实验结果表明设计的系统能够进行蓄电池充电以及能量回馈,能够达到高功率因数和低纹波,能实现高效率充放电。