電動汽車雙向DC-DC變換器的設(shè)計(jì).pdf

1、隨著人類社會的快速發(fā)展，越來越多的人開始意識到節(jié)約資源、愛護(hù)環(huán)境的重要性。傳統(tǒng)燃油汽車伴隨與日俱增的污染問題，使得新能源的發(fā)展愈發(fā)得到關(guān)注。新能源電動汽車(EV)的運(yùn)行是用電能代替汽油，既節(jié)能環(huán)保而且能量利用效率也高，可以很好的解決傳統(tǒng)燃油汽車所面臨的問題，為社會發(fā)展謀得福利。隨著新能源電動汽車受到越來越多的關(guān)注，研究人員加大了對其的研發(fā)，國家也加大力度對其進(jìn)行發(fā)展，因此電動汽車在中國能源發(fā)展的戰(zhàn)略上占了越來越重要的地位。電動汽車與電網(wǎng)

2、的互動，有優(yōu)勢也有不容忽視的挑戰(zhàn)，挑戰(zhàn)來源于大范圍接入電網(wǎng)所帶來的影響，優(yōu)勢來自可以作為分布式儲能元件來為電網(wǎng)削峰填谷。然而，電動汽車的飛速發(fā)展伴隨著一些技術(shù)的不完善，本文主要討論了電動汽車的車載雙向DC-DC變換器。
　　首先，介紹了雙向DC-DC變換器的工作原理以及性能優(yōu)勢。對比了幾種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)，并分析討論其各自的適用范圍，本文選擇的是全橋雙向DC-DC變換器。對于雙向DC-DC變換器的兩種控制方式，詳細(xì)闡述了其中之一的

3、移相控制。對單移相控制和雙重移相控制運(yùn)行過程進(jìn)行了對比分析，通過比較變換器工作運(yùn)行的效率，選擇雙重移相作為雙向DC-DC變換器的控制方式。運(yùn)用開關(guān)周期平均法加入小信號擾動對變換器數(shù)學(xué)建模。
　　其次，考慮到雙向DC-DC變換器在單移相控制方式下會出現(xiàn)功率回流的現(xiàn)象，使得系統(tǒng)的整體效率降低，器件損耗增大，影響了系統(tǒng)的運(yùn)行。本文針對雙向DC-DC變換器存在功率環(huán)流的現(xiàn)象，提出一種基于雙重移相的回流功率優(yōu)化控制策略。經(jīng)過推導(dǎo)分析得到了經(jīng)

4、過標(biāo)幺化后的回流功率的表達(dá)式，繪制出傳輸功率與內(nèi)外移相比關(guān)系的等高曲線圖，驗(yàn)證了雙重移相控制可以有效地消除回流功率。通過仿真將兩種控制方式進(jìn)行比較，驗(yàn)證了雙重移相優(yōu)化控制策略具有較小的回流功率，系統(tǒng)的整體效率高，電流應(yīng)力小等特點(diǎn)。
　　最后，對雙向DC-DC變換器系統(tǒng)進(jìn)行軟硬件設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)了采樣電路，IGBT和繼電器驅(qū)動電路，調(diào)理電路，保護(hù)電路等。軟件部分主要分為主程序和中斷主程序進(jìn)行說明。最終進(jìn)行樣機(jī)測試，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)方案的可行性。