本文關鍵詞：混合動力車用軟開關雙向DC-DC變換器設計

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【摘要】：隨著能源短缺、環(huán)境污染等問題的日趨嚴重,節(jié)能、環(huán)保型混合動力電動車成為工業(yè)界和學術界研究的熱點。相較于傳統(tǒng)的電動車,混合動力電動車具有續(xù)航能力強、功率密度大及能源利用率高等優(yōu)勢,已經(jīng)成為交通行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。混合動力電動車主要由多能量源、能量管理系統(tǒng)及電機組成。為了實現(xiàn)多能量源的協(xié)同工作,雙向DC-DC變換器就成為能量管理系統(tǒng)必不可少的部件,成為影響整車效率、性能及成本的關鍵。傳統(tǒng)的混合動力電動車通常采用單相雙向DC-DC變換器,但是其存在效率低、功率容量小及輸入輸出電流紋波大等問題。為了解決以上問題,提出了交錯并聯(lián)雙向DC-DC變換器。論文首先討論了雙向DC-DC變換器對應混合動力電動車不同運行工況的工作狀態(tài)。并且介紹了交錯并聯(lián)雙向DC-DC變換器工作在連續(xù)導通模式(Continuous Conduction Mode, CCM)的工作原理、參數(shù)設計及損耗分析。雙向DC-DC變換器工作在CCM模式不但電感體積大、可靠性低,而且效率低,為此論文通過引入同步導通模式(Synchronous Conduction Mode, SCM),實現(xiàn)主開關管的零電壓開通,提高了整個變換器的效率。接著分別建立了雙向DC-DC變換器在充電狀態(tài)及放電狀態(tài)的小信號模型,設計和優(yōu)化了兩種狀態(tài)下的控制器參數(shù)。實驗室研制了一臺1.5kW交錯并聯(lián)雙向DC-DC變換器的原理樣機,CCM模式及SCM模式的實驗結果很好地驗證了設計的可行性和合理性,最后,總結了兩種方案的優(yōu)缺點,并提出了進一步改進的思路。
【關鍵詞】：混合動力電動車 交錯并聯(lián) 雙向DC-DC變換器 連續(xù)導通模式 同步導通模式
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM46
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-17
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 雙向DC-DC變換器國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 隔離型雙向DC-DC變換器12-13
• 1.2.2 非隔離型雙向DC-DC變換器13-15
• 1.3 本文研究意義及研究內(nèi)容15-17
• 1.3.1 研究意義15
• 1.3.2 研究內(nèi)容15-17
• 第2章 CCM模式的交錯并聯(lián)雙向DC-DC變換器17-32
• 2.1 混合動力電動車的工作狀態(tài)分析17-18
• 2.2 CCM模式交錯并聯(lián)雙向DC-DC變換器的工作原理18-24
• 2.2.1 放電狀態(tài)的分析18-22
• 2.2.2 充電狀態(tài)的分析22-24
• 2.3 主電路參數(shù)設計24-28
• 2.3.1 電感設計25-27
• 2.3.2 高壓側濾波電容設計27
• 2.3.3 功率MOS管選擇27-28
• 2.3.4 吸收電路的設計28
• 2.4 損耗分析28-31
• 2.4.1 MOSFET的損耗28-30
• 2.4.2 電感損耗30-31
• 2.4.3 吸收電路的損耗31
• 2.5 本章小結31-32
• 第3章 SCM模式的交錯并聯(lián)雙向DC-DC變換器32-48
• 3.1 SCM的ZVS實現(xiàn)原理32-33
• 3.2 SCM模式下交錯并聯(lián)雙向DC-DC變換器的工作原理33-44
• 3.2.1 放電狀態(tài)的分析33-38
• 3.2.2 充電狀態(tài)的分析38-44
• 3.3 功率級參數(shù)設計和器件選擇44-46
• 3.3.1 電感設計44-46
• 3.3.2 高壓側濾波電容設計46
• 3.4 損耗分析46-47
• 3.4.1 MOSFET的損耗46-47
• 3.4.2 電感損耗47
• 3.5 本章小結47-48
• 第4章 雙向DC-DC變換器系統(tǒng)建模及控制策略研究48-60
• 4.1 交錯并聯(lián)雙向DC-DC變換器的控制目標48
• 4.2 放電狀態(tài)的小信號模型及控制器設計48-54
• 4.2.1 放電狀態(tài)的小信號建模48-52
• 4.2.2 控制器G_(c1)的設計52-54
• 4.3 充電狀態(tài)的小信號模型及控制器設計54-59
• 4.3.1 充電狀態(tài)的小信號建模54-57
• 4.3.2 控制器G_(c2)的設計57-59
• 4.4 本章小結59-60
• 第5章 實驗結果與分析60-67
• 5.1 CCM模式下的實驗結果60-63
• 5.1.1 放電狀態(tài)60-61
• 5.1.2 充電狀態(tài)61-63
• 5.2 SCM模式實驗結果63-65
• 5.2.1 放電狀態(tài)63-64
• 5.2.2 充電狀態(tài)64-65
• 5.3 兩種方案的對比65-66
• 5.4 本章小結66-67
• 結論與展望67-68
• 1 結論67
• 2 展望67-68
• 致謝68-69
• 參考文獻69-73
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表論文及科研情況73

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1 石季英;劉建華;曹明增;李紅艷;;交錯并聯(lián)技術在無損電阻中的應用[J];計算機仿真;2007年05期

2 陳文明;黃如海;謝少軍;;交錯并聯(lián)Boost PFC變換器設計[J];電源學報;2011年04期

3 田密;南余榮;羅R，

本文編號：863463