混合動(dòng)力電動(dòng)車用雙向DC-DC變換器的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-04-24 21:38
隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的持續(xù)發(fā)展,人們的物質(zhì)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(biāo)配。然而,汽車保有量的不斷增長(zhǎng)在大大便利了人們生活的同時(shí)也帶來了一系列嚴(yán)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(jì)的電動(dòng)汽車逐漸受到人們的青睞。對(duì)于傳統(tǒng)以蓄電池為動(dòng)力的電動(dòng)車存在的問題,將雙向DC-DC變換器引入,與超級(jí)電容構(gòu)成的復(fù)合電源作為輔助動(dòng)力源共同驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車。本文針對(duì)裝載復(fù)合電源的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車,考慮其特殊的應(yīng)用場(chǎng)合及復(fù)雜的行駛工況,以交錯(cuò)并聯(lián)雙向DC-DC變換器作為主拓?fù)?通過傳統(tǒng)以及改進(jìn)控制策略提高變換器的動(dòng)態(tài)性能。論文的研究?jī)?nèi)容主要有:首先,簡(jiǎn)要介紹了電動(dòng)汽車及車用雙向DC-DC變換器的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,然后對(duì)雙向DC-DC變換器的控制技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單敘述。根據(jù)電動(dòng)車用雙向DC-DC變換器的設(shè)計(jì)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(cuò)并聯(lián)得到本文所用主拓?fù)洹诲e(cuò)并聯(lián)雙向DC-DC變換器。詳細(xì)分析了不同模式下的工作原理,并對(duì)其主要參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。其次,對(duì)Buck及Boost模式分別進(jìn)行小信號(hào)數(shù)學(xué)建模,并由此分別設(shè)計(jì)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(xué)甘肅省
【文章頁數(shù)】:69 頁
【學(xué)位級(jí)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(guó)內(nèi)外研究與應(yīng)用現(xiàn)狀
1.2.1 電動(dòng)汽車國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.2 電動(dòng)汽車用雙向DC/DC變換器研究現(xiàn)狀
1.3 超級(jí)電容簡(jiǎn)介
1.4 雙向DC/DC變換器控制技術(shù)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?jī)?nèi)容
2 交錯(cuò)并聯(lián)BDC原理及參數(shù)設(shè)計(jì)
2.1 引言
2.2 雙向DC/DC變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)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(cuò)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(shè)計(jì)
2.4.1 功率器件的選取
2.4.2 儲(chǔ)能電感設(shè)計(jì)
2.4.3 濾波電容設(shè)計(jì)
2.5 本章小結(jié)
3 變換器傳統(tǒng)控制器設(shè)計(jì)
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(shè)計(jì)
3.3.1 變換器Buck模式建模
3.3.2 變換器Buck模式控制器設(shè)計(jì)及仿真分析
3.4 變換器Boost模式建模及控制器設(shè)計(jì)
3.4.1 變換器Boost模式建模
3.4.2 變換器Boost模式控制器設(shè)計(jì)及仿真分析
3.5 本章小結(jié)
4 交錯(cuò)并聯(lián)BDC改進(jìn)控制設(shè)計(jì)
4.1 引言
4.2 變換器Buck模式改進(jìn)控制
4.2.1 傳統(tǒng)單周期控制設(shè)計(jì)
4.2.2 改進(jìn)單周期控制設(shè)計(jì)
4.2.3 改進(jìn)控制下Buck模式建模及仿真分析
4.3 變換器Boost模式改進(jìn)控制
4.3.1 改進(jìn)電壓控制設(shè)計(jì)
4.3.2 控制器設(shè)計(jì)及仿真分析
4.4 本章小結(jié)
5 仿真分析及軟硬件電路的實(shí)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(shè)計(jì)
5.3.1 硬件電路設(shè)計(jì)
5.3.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]獨(dú)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(jìn)輝,孫志峰,雷敏,蘭征. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2019(07)
[2]基于回路成形的并聯(lián)DC/DC變換器均流控制器設(shè)計(jì)[J]. 游江,孟繁榮,張敬南. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2019(02)
[3]含復(fù)合儲(chǔ)能和燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)的直流微電網(wǎng)母線電壓波動(dòng)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(shù)學(xué)報(bào). 2018(06)
[4]級(jí)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(shù)學(xué)報(bào). 2017(19)
[5]一種改進(jìn)PID控制算法的Boost變換器[J]. 張樹團(tuán),晉玉強(qiáng),林嘉新,武恒州. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2012(24)
[6]用于電動(dòng)汽車的雙向DC/DC變換器控制設(shè)計(jì)[J]. 孫文,林平,盧冶,徐德鴻. 電力電子技術(shù). 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(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2012(09)
[8]風(fēng)光儲(chǔ)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(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2011(34)
[9]車載超級(jí)電容儲(chǔ)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(shù)學(xué)報(bào). 2011(09)
[10]燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的機(jī)電動(dòng)態(tài)模型[J]. 王玲,李欣然,馬亞輝,李小菊,曹一家,黎燦兵. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2011(22)
博士論文
[1]混合動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)的電功率管理研究[D]. 胡慶波.浙江大學(xué) 2007
[2]混合型超級(jí)電容器的相關(guān)理論和實(shí)驗(yàn)研究[D]. 張莉.大連理工大學(xué) 2006
碩士論文
[1]DC-DC變換器控制技術(shù)的研究[D]. 付興利.哈爾濱工程大學(xué) 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(xué) 2016
[3]雙有源全橋雙向DC-DC變換器典型拓?fù)溲芯縖D]. 周路遙.北京交通大學(xué) 2016
[4]電動(dòng)汽車復(fù)合儲(chǔ)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(xué) 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(xué) 2013
[6]基于LLC諧振的雙向全橋DC-DC變換器的研究[D]. 張?chǎng)╂?燕山大學(xué) 2013
[7]車用雙向半橋零電壓開關(guān)變換器的研究[D]. 黃杰輝.重慶大學(xué) 2006
[8]基于超級(jí)電容的車輛制動(dòng)能量回收系統(tǒng)的仿真研究[D]. 薛小軍.西南交通大學(xué) 2005
[9]電動(dòng)汽車雙向DC/DC變換器的研究[D]. 郭熠.天津大學(xué) 2004
[10]混合動(dòng)力汽車用復(fù)合電源參數(shù)匹配與控制策略研究[D]. 于遠(yuǎn)彬.吉林大學(xué) 2004
本文編號(hào):3158120
【文章來源】:蘭州交通大學(xué)甘肅省
【文章頁數(shù)】:69 頁
【學(xué)位級(jí)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(guó)內(nèi)外研究與應(yīng)用現(xiàn)狀
1.2.1 電動(dòng)汽車國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.2 電動(dòng)汽車用雙向DC/DC變換器研究現(xiàn)狀
1.3 超級(jí)電容簡(jiǎn)介
1.4 雙向DC/DC變換器控制技術(shù)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?jī)?nèi)容
2 交錯(cuò)并聯(lián)BDC原理及參數(shù)設(shè)計(jì)
2.1 引言
2.2 雙向DC/DC變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)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(cuò)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(shè)計(jì)
2.4.1 功率器件的選取
2.4.2 儲(chǔ)能電感設(shè)計(jì)
2.4.3 濾波電容設(shè)計(jì)
2.5 本章小結(jié)
3 變換器傳統(tǒng)控制器設(shè)計(jì)
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(shè)計(jì)
3.3.1 變換器Buck模式建模
3.3.2 變換器Buck模式控制器設(shè)計(jì)及仿真分析
3.4 變換器Boost模式建模及控制器設(shè)計(jì)
3.4.1 變換器Boost模式建模
3.4.2 變換器Boost模式控制器設(shè)計(jì)及仿真分析
3.5 本章小結(jié)
4 交錯(cuò)并聯(lián)BDC改進(jìn)控制設(shè)計(jì)
4.1 引言
4.2 變換器Buck模式改進(jìn)控制
4.2.1 傳統(tǒng)單周期控制設(shè)計(jì)
4.2.2 改進(jìn)單周期控制設(shè)計(jì)
4.2.3 改進(jìn)控制下Buck模式建模及仿真分析
4.3 變換器Boost模式改進(jìn)控制
4.3.1 改進(jìn)電壓控制設(shè)計(jì)
4.3.2 控制器設(shè)計(jì)及仿真分析
4.4 本章小結(jié)
5 仿真分析及軟硬件電路的實(shí)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(shè)計(jì)
5.3.1 硬件電路設(shè)計(jì)
5.3.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]獨(dú)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(jìn)輝,孫志峰,雷敏,蘭征. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2019(07)
[2]基于回路成形的并聯(lián)DC/DC變換器均流控制器設(shè)計(jì)[J]. 游江,孟繁榮,張敬南. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2019(02)
[3]含復(fù)合儲(chǔ)能和燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)的直流微電網(wǎng)母線電壓波動(dòng)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(shù)學(xué)報(bào). 2018(06)
[4]級(jí)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(shù)學(xué)報(bào). 2017(19)
[5]一種改進(jìn)PID控制算法的Boost變換器[J]. 張樹團(tuán),晉玉強(qiáng),林嘉新,武恒州. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2012(24)
[6]用于電動(dòng)汽車的雙向DC/DC變換器控制設(shè)計(jì)[J]. 孫文,林平,盧冶,徐德鴻. 電力電子技術(shù). 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(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2012(09)
[8]風(fēng)光儲(chǔ)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(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2011(34)
[9]車載超級(jí)電容儲(chǔ)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(shù)學(xué)報(bào). 2011(09)
[10]燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的機(jī)電動(dòng)態(tài)模型[J]. 王玲,李欣然,馬亞輝,李小菊,曹一家,黎燦兵. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2011(22)
博士論文
[1]混合動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)的電功率管理研究[D]. 胡慶波.浙江大學(xué) 2007
[2]混合型超級(jí)電容器的相關(guān)理論和實(shí)驗(yàn)研究[D]. 張莉.大連理工大學(xué) 2006
碩士論文
[1]DC-DC變換器控制技術(shù)的研究[D]. 付興利.哈爾濱工程大學(xué) 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(xué) 2016
[3]雙有源全橋雙向DC-DC變換器典型拓?fù)溲芯縖D]. 周路遙.北京交通大學(xué) 2016
[4]電動(dòng)汽車復(fù)合儲(chǔ)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(xué) 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(xué) 2013
[6]基于LLC諧振的雙向全橋DC-DC變換器的研究[D]. 張?chǎng)╂?燕山大學(xué) 2013
[7]車用雙向半橋零電壓開關(guān)變換器的研究[D]. 黃杰輝.重慶大學(xué) 2006
[8]基于超級(jí)電容的車輛制動(dòng)能量回收系統(tǒng)的仿真研究[D]. 薛小軍.西南交通大學(xué) 2005
[9]電動(dòng)汽車雙向DC/DC變換器的研究[D]. 郭熠.天津大學(xué) 2004
[10]混合動(dòng)力汽車用復(fù)合電源參數(shù)匹配與控制策略研究[D]. 于遠(yuǎn)彬.吉林大學(xué) 2004
本文編號(hào):3158120
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