混合動(dòng)力車用軟開關(guān)雙向DC-DC變換器設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2017-09-16 14:03
本文關(guān)鍵詞:混合動(dòng)力車用軟開關(guān)雙向DC-DC變換器設(shè)計(jì)
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【摘要】:隨著能源短缺、環(huán)境污染等問題的日趨嚴(yán)重,節(jié)能、環(huán)保型混合動(dòng)力電動(dòng)車成為工業(yè)界和學(xué)術(shù)界研究的熱點(diǎn)。相較于傳統(tǒng)的電動(dòng)車,混合動(dòng)力電動(dòng)車具有續(xù)航能力強(qiáng)、功率密度大及能源利用率高等優(yōu)勢(shì),已經(jīng)成為交通行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì);旌蟿(dòng)力電動(dòng)車主要由多能量源、能量管理系統(tǒng)及電機(jī)組成。為了實(shí)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(guān)鍵。傳統(tǒng)的混合動(dòng)力電動(dòng)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(cuò)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(duì)應(yīng)混合動(dòng)力電動(dòng)車不同運(yùn)行工況的工作狀態(tài)。并且介紹了交錯(cuò)并聯(lián)雙向DC-DC變換器工作在連續(xù)導(dǎo)通模式(Continuous Conduction Mode, CCM)的工作原理、參數(shù)設(shè)計(jì)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(dǎo)通模式(Synchronous Conduction Mode, SCM),實(shí)現(xiàn)主開關(guān)管的零電壓開通,提高了整個(gè)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(hào)模型,設(shè)計(jì)和優(yōu)化了兩種狀態(tài)下的控制器參數(shù)。實(shí)驗(yàn)室研制了一臺(tái)1.5kW交錯(cuò)并聯(lián)雙向DC-DC變換器的原理樣機(jī),CCM模式及SCM模式的實(shí)驗(yàn)結(jié)果很好地驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的可行性和合理性,最后,總結(jié)了兩種方案的優(yōu)缺點(diǎn),并提出了進(jìn)一步改進(jìn)的思路。
【關(guān)鍵詞】:混合動(dòng)力電動(dòng)車 交錯(cuò)并聯(lián) 雙向DC-DC變換器 連續(xù)導(dǎo)通模式 同步導(dǎo)通模式
【學(xué)位授予單位】:西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】: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(guó)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?jī)?nèi)容15-17
- 1.3.1 研究意義15
- 1.3.2 研究?jī)?nèi)容15-17
- 第2章 CCM模式的交錯(cuò)并聯(lián)雙向DC-DC變換器17-32
- 2.1 混合動(dòng)力電動(dòng)車的工作狀態(tài)分析17-18
- 2.2 CCM模式交錯(cuò)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(shè)計(jì)24-28
- 2.3.1 電感設(shè)計(jì)25-27
- 2.3.2 高壓側(cè)濾波電容設(shè)計(jì)27
- 2.3.3 功率MOS管選擇27-28
- 2.3.4 吸收電路的設(shè)計(jì)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(jié)31-32
- 第3章 SCM模式的交錯(cuò)并聯(lián)雙向DC-DC變換器32-48
- 3.1 SCM的ZVS實(shí)現(xiàn)原理32-33
- 3.2 SCM模式下交錯(cuò)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(jí)參數(shù)設(shè)計(jì)和器件選擇44-46
- 3.3.1 電感設(shè)計(jì)44-46
- 3.3.2 高壓側(cè)濾波電容設(shè)計(jì)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(jié)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(cuò)并聯(lián)雙向DC-DC變換器的控制目標(biāo)48
- 4.2 放電狀態(tài)的小信號(hào)模型及控制器設(shè)計(jì)48-54
- 4.2.1 放電狀態(tài)的小信號(hào)建模48-52
- 4.2.2 控制器G_(c1)的設(shè)計(jì)52-54
- 4.3 充電狀態(tài)的小信號(hào)模型及控制器設(shè)計(jì)54-59
- 4.3.1 充電狀態(tài)的小信號(hào)建模54-57
- 4.3.2 控制器G_(c2)的設(shè)計(jì)57-59
- 4.4 本章小結(jié)59-60
- 第5章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析60-67
- 5.1 CCM模式下的實(shí)驗(yàn)結(jié)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(shí)驗(yàn)結(jié)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(duì)比65-66
- 5.4 本章小結(jié)66-67
- 結(jié)論與展望67-68
- 1 結(jié)論67
- 2 展望67-68
- 致謝68-69
- 參考文獻(xiàn)69-73
- 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文及科研情況73
【相似文獻(xiàn)】
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1 石季英;劉建華;曹明增;李紅艷;;交錯(cuò)并聯(lián)技術(shù)在無損電阻中的應(yīng)用[J];計(jì)算機(jī)仿真;2007年05期
2 陳文明;黃如海;謝少軍;;交錯(cuò)并聯(lián)Boost PFC變換器設(shè)計(jì)[J];電源學(xué)報(bào);2011年04期
3 田密;南余榮;羅R,
本文編號(hào):863463
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