混合動力電動車用雙向DC-DC變換器的研究
發(fā)布時間:2021-04-24 21:38
隨著經(jīng)濟社會的持續(xù)發(fā)展,人們的物質生活水平節(jié)節(jié)攀升,汽車幾乎成為了人類便利化生活的標配。然而,汽車保有量的不斷增長在大大便利了人們生活的同時也帶來了一系列嚴重的環(huán)境污染問題以及資源能源短缺問題,節(jié)能環(huán)保且經(jīng)濟的電動汽車逐漸受到人們的青睞。對于傳統(tǒng)以蓄電池為動力的電動車存在的問題,將雙向DC-DC變換器引入,與超級電容構成的復合電源作為輔助動力源共同驅動電動汽車。本文針對裝載復合電源的混合動力電動汽車,考慮其特殊的應用場合及復雜的行駛工況,以交錯并聯(lián)雙向DC-DC變換器作為主拓撲,通過傳統(tǒng)以及改進控制策略提高變換器的動態(tài)性能。論文的研究內(nèi)容主要有:首先,簡要介紹了電動汽車及車用雙向DC-DC變換器的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,然后對雙向DC-DC變換器的控制技術進行了簡單敘述。根據(jù)電動車用雙向DC-DC變換器的設計要求,通過比較選擇電壓電流紋波較小的雙向半橋變換器,再由交錯并聯(lián)得到本文所用主拓撲—交錯并聯(lián)雙向DC-DC變換器。詳細分析了不同模式下的工作原理,并對其主要參數(shù)進行了設計。其次,對Buck及Boost模式分別進行小信號數(shù)學建模,并由此分別設計了不同工作模式的傳統(tǒng)控制器,通過仿真分析,說明傳...
【文章來源】:蘭州交通大學甘肅省
【文章頁數(shù)】:69 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 課題背景及研究的目的和意義
1.2 國內(nèi)外研究與應用現(xiàn)狀
1.2.1 電動汽車國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.2 電動汽車用雙向DC/DC變換器研究現(xiàn)狀
1.3 超級電容簡介
1.4 雙向DC/DC變換器控制技術研究現(xiàn)狀
1.4.1 傳統(tǒng)控制方式
1.4.2 非線性控制方式
1.5 本文的主要研究內(nèi)容
2 交錯并聯(lián)BDC原理及參數(shù)設計
2.1 引言
2.2 雙向DC/DC變換器拓撲結構的選擇
2.2.1 非隔離型雙向DC/DC變換器
2.2.2 隔離型雙向DC/DC變換器
2.3 雙向交錯并聯(lián)BDC的工作原理
2.3.1 變換器Boost模式分析
2.3.2 變換器Buck模式分析
2.4 變換器參數(shù)設計
2.4.1 功率器件的選取
2.4.2 儲能電感設計
2.4.3 濾波電容設計
2.5 本章小結
3 變換器傳統(tǒng)控制器設計
3.1 引言
3.2 變換器控制模式的選擇
3.2.1 電壓控制模式
3.2.2 電流控制模式
3.3 變換器Buck模式建模及控制器設計
3.3.1 變換器Buck模式建模
3.3.2 變換器Buck模式控制器設計及仿真分析
3.4 變換器Boost模式建模及控制器設計
3.4.1 變換器Boost模式建模
3.4.2 變換器Boost模式控制器設計及仿真分析
3.5 本章小結
4 交錯并聯(lián)BDC改進控制設計
4.1 引言
4.2 變換器Buck模式改進控制
4.2.1 傳統(tǒng)單周期控制設計
4.2.2 改進單周期控制設計
4.2.3 改進控制下Buck模式建模及仿真分析
4.3 變換器Boost模式改進控制
4.3.1 改進電壓控制設計
4.3.2 控制器設計及仿真分析
4.4 本章小結
5 仿真分析及軟硬件電路的實現(xiàn)
5.1 引言
5.2 不同控制方式下的仿真分析
5.3 軟硬件電路的設計
5.3.1 硬件電路設計
5.3.2 系統(tǒng)軟件設計
5.4 本章小結
結論
致謝
參考文獻
攻讀學位期間研究成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]獨立輸入并聯(lián)輸出雙有源全橋DC-DC變換器無電流傳感器均流控制[J]. 曾進輝,孫志峰,雷敏,蘭征. 中國電機工程學報. 2019(07)
[2]基于回路成形的并聯(lián)DC/DC變換器均流控制器設計[J]. 游江,孟繁榮,張敬南. 中國電機工程學報. 2019(02)
[3]含復合儲能和燃氣輪發(fā)電機的直流微電網(wǎng)母線電壓波動分層控制策略[J]. 張繼紅,王洪明,魏毅立,吳振奎,楊培宏. 電工技術學報. 2018(06)
[4]級聯(lián)式雙向DC-DC變換器的優(yōu)化控制方法[J]. 梅楊,陳麗莎,黃偉超,李曉晴,孫凱. 電工技術學報. 2017(19)
[5]一種改進PID控制算法的Boost變換器[J]. 張樹團,晉玉強,林嘉新,武恒州. 現(xiàn)代電子技術. 2012(24)
[6]用于電動汽車的雙向DC/DC變換器控制設計[J]. 孫文,林平,盧冶,徐德鴻. 電力電子技術. 2012(07)
[7]一族非隔離雙向直流變換器[J]. 吳紅飛,陸玨晶,石巍,張君君,邢巖. 中國電機工程學報. 2012(09)
[8]風光儲聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的組合建模與等值[J]. 王皓懷,湯涌,侯俊賢,鄒江峰,梁雙,蘇峰. 中國電機工程學報. 2011(34)
[9]車載超級電容儲能系統(tǒng)間接電流控制策略[J]. 趙坤,王椹榕,王德偉,楊中平,游小杰. 電工技術學報. 2011(09)
[10]燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的機電動態(tài)模型[J]. 王玲,李欣然,馬亞輝,李小菊,曹一家,黎燦兵. 中國電機工程學報. 2011(22)
博士論文
[1]混合動力汽車驅動的電功率管理研究[D]. 胡慶波.浙江大學 2007
[2]混合型超級電容器的相關理論和實驗研究[D]. 張莉.大連理工大學 2006
碩士論文
[1]DC-DC變換器控制技術的研究[D]. 付興利.哈爾濱工程大學 2018
[2]LLC諧振式雙向全橋DC/DC變換器的研究[D]. 田凱哲.燕山大學 2016
[3]雙有源全橋雙向DC-DC變換器典型拓撲研究[D]. 周路遙.北京交通大學 2016
[4]電動汽車復合儲能系統(tǒng)及其能量控制策略的研究[D]. 趙立萍.哈爾濱理工大學 2016
[5]雙管正激雙向DC-DC變換器研究[D]. 童小龍.西南交通大學 2013
[6]基于LLC諧振的雙向全橋DC-DC變換器的研究[D]. 張雯婷.燕山大學 2013
[7]車用雙向半橋零電壓開關變換器的研究[D]. 黃杰輝.重慶大學 2006
[8]基于超級電容的車輛制動能量回收系統(tǒng)的仿真研究[D]. 薛小軍.西南交通大學 2005
[9]電動汽車雙向DC/DC變換器的研究[D]. 郭熠.天津大學 2004
[10]混合動力汽車用復合電源參數(shù)匹配與控制策略研究[D]. 于遠彬.吉林大學 2004
本文編號:3158120
【文章來源】:蘭州交通大學甘肅省
【文章頁數(shù)】:69 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 課題背景及研究的目的和意義
1.2 國內(nèi)外研究與應用現(xiàn)狀
1.2.1 電動汽車國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.2 電動汽車用雙向DC/DC變換器研究現(xiàn)狀
1.3 超級電容簡介
1.4 雙向DC/DC變換器控制技術研究現(xiàn)狀
1.4.1 傳統(tǒng)控制方式
1.4.2 非線性控制方式
1.5 本文的主要研究內(nèi)容
2 交錯并聯(lián)BDC原理及參數(shù)設計
2.1 引言
2.2 雙向DC/DC變換器拓撲結構的選擇
2.2.1 非隔離型雙向DC/DC變換器
2.2.2 隔離型雙向DC/DC變換器
2.3 雙向交錯并聯(lián)BDC的工作原理
2.3.1 變換器Boost模式分析
2.3.2 變換器Buck模式分析
2.4 變換器參數(shù)設計
2.4.1 功率器件的選取
2.4.2 儲能電感設計
2.4.3 濾波電容設計
2.5 本章小結
3 變換器傳統(tǒng)控制器設計
3.1 引言
3.2 變換器控制模式的選擇
3.2.1 電壓控制模式
3.2.2 電流控制模式
3.3 變換器Buck模式建模及控制器設計
3.3.1 變換器Buck模式建模
3.3.2 變換器Buck模式控制器設計及仿真分析
3.4 變換器Boost模式建模及控制器設計
3.4.1 變換器Boost模式建模
3.4.2 變換器Boost模式控制器設計及仿真分析
3.5 本章小結
4 交錯并聯(lián)BDC改進控制設計
4.1 引言
4.2 變換器Buck模式改進控制
4.2.1 傳統(tǒng)單周期控制設計
4.2.2 改進單周期控制設計
4.2.3 改進控制下Buck模式建模及仿真分析
4.3 變換器Boost模式改進控制
4.3.1 改進電壓控制設計
4.3.2 控制器設計及仿真分析
4.4 本章小結
5 仿真分析及軟硬件電路的實現(xiàn)
5.1 引言
5.2 不同控制方式下的仿真分析
5.3 軟硬件電路的設計
5.3.1 硬件電路設計
5.3.2 系統(tǒng)軟件設計
5.4 本章小結
結論
致謝
參考文獻
攻讀學位期間研究成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]獨立輸入并聯(lián)輸出雙有源全橋DC-DC變換器無電流傳感器均流控制[J]. 曾進輝,孫志峰,雷敏,蘭征. 中國電機工程學報. 2019(07)
[2]基于回路成形的并聯(lián)DC/DC變換器均流控制器設計[J]. 游江,孟繁榮,張敬南. 中國電機工程學報. 2019(02)
[3]含復合儲能和燃氣輪發(fā)電機的直流微電網(wǎng)母線電壓波動分層控制策略[J]. 張繼紅,王洪明,魏毅立,吳振奎,楊培宏. 電工技術學報. 2018(06)
[4]級聯(lián)式雙向DC-DC變換器的優(yōu)化控制方法[J]. 梅楊,陳麗莎,黃偉超,李曉晴,孫凱. 電工技術學報. 2017(19)
[5]一種改進PID控制算法的Boost變換器[J]. 張樹團,晉玉強,林嘉新,武恒州. 現(xiàn)代電子技術. 2012(24)
[6]用于電動汽車的雙向DC/DC變換器控制設計[J]. 孫文,林平,盧冶,徐德鴻. 電力電子技術. 2012(07)
[7]一族非隔離雙向直流變換器[J]. 吳紅飛,陸玨晶,石巍,張君君,邢巖. 中國電機工程學報. 2012(09)
[8]風光儲聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的組合建模與等值[J]. 王皓懷,湯涌,侯俊賢,鄒江峰,梁雙,蘇峰. 中國電機工程學報. 2011(34)
[9]車載超級電容儲能系統(tǒng)間接電流控制策略[J]. 趙坤,王椹榕,王德偉,楊中平,游小杰. 電工技術學報. 2011(09)
[10]燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的機電動態(tài)模型[J]. 王玲,李欣然,馬亞輝,李小菊,曹一家,黎燦兵. 中國電機工程學報. 2011(22)
博士論文
[1]混合動力汽車驅動的電功率管理研究[D]. 胡慶波.浙江大學 2007
[2]混合型超級電容器的相關理論和實驗研究[D]. 張莉.大連理工大學 2006
碩士論文
[1]DC-DC變換器控制技術的研究[D]. 付興利.哈爾濱工程大學 2018
[2]LLC諧振式雙向全橋DC/DC變換器的研究[D]. 田凱哲.燕山大學 2016
[3]雙有源全橋雙向DC-DC變換器典型拓撲研究[D]. 周路遙.北京交通大學 2016
[4]電動汽車復合儲能系統(tǒng)及其能量控制策略的研究[D]. 趙立萍.哈爾濱理工大學 2016
[5]雙管正激雙向DC-DC變換器研究[D]. 童小龍.西南交通大學 2013
[6]基于LLC諧振的雙向全橋DC-DC變換器的研究[D]. 張雯婷.燕山大學 2013
[7]車用雙向半橋零電壓開關變換器的研究[D]. 黃杰輝.重慶大學 2006
[8]基于超級電容的車輛制動能量回收系統(tǒng)的仿真研究[D]. 薛小軍.西南交通大學 2005
[9]電動汽車雙向DC/DC變換器的研究[D]. 郭熠.天津大學 2004
[10]混合動力汽車用復合電源參數(shù)匹配與控制策略研究[D]. 于遠彬.吉林大學 2004
本文編號:3158120
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