混合動力客車雙向DC-DC變換器的研究與實現(xiàn).pdf

1、混合動力客車在緩解能源危機、節(jié)能減排、促進新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展和升級等方面具有重要的經(jīng)濟價值和社會價值。作為混合動力領(lǐng)域三大研究課題之一的雙向DC-DC變換器,充當(dāng)蓄電池和電機驅(qū)動逆變器直流母線間能量流動的媒介,是提高系統(tǒng)效率的重要環(huán)節(jié)。
　　本文針對混合動力客車的實際需求及指標(biāo)要求,選擇一種大功率高效率半橋型Buck/Boost變換器結(jié)構(gòu),并在狀態(tài)空間平均法的基礎(chǔ)上加以改進,采用一種適合于雙向DC-DC變換器的建模方法,該方法同時涵蓋

2、了正向Boost過程和反向Buck過程,可以同時進行兩種狀態(tài)下的小信號分析。
　　針對電機逆變器直流母線電壓端側(cè)重其電壓,蓄電池端側(cè)重其電流的特點,采用一種電壓電流雙端控制的雙閉環(huán)控制策略,利用電壓環(huán)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性,電流環(huán)提高系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)能力。針對負載特性突變和輸入擾動引起的母線電壓波動問題,采用一種功率前饋和輸入電壓補償?shù)膹?fù)合控制策略,通過提前預(yù)測輸出功率的變化趨勢,提高系統(tǒng)負載調(diào)整能力。
　　采用DsPIC30F60

3、10A數(shù)字信號控制器實現(xiàn)閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計,在設(shè)計中采用軟硬件雙重保護的措施保證系統(tǒng)的安全性。在閉環(huán)控制中采用變參數(shù)PID算法,根據(jù)系統(tǒng)不同狀態(tài)需求采用不同的控制參數(shù),實現(xiàn)最優(yōu)控制效果。
　　使用Simulink搭建整個控制系統(tǒng)平臺,通過仿真分析驗證了控制方案的可行性及前饋控制策略的正確性。同時搭建了雙向DC-DC變換器小功率實驗平臺,通過一系列的實驗驗證了控制方案的可行性,參數(shù)計算和設(shè)計的準(zhǔn)確性。通過正反工作狀態(tài)下效率實驗分析,