本文關(guān)鍵詞：車載超級電容能量緩沖系統(tǒng)中DC-DC變換器設(shè)計

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【摘要】：超級電容能量緩沖系統(tǒng)廣泛應(yīng)用在電動汽車中,該系統(tǒng)一方面能夠為汽車加速提供瞬時功率,提高汽車性能;另一方面能夠吸收汽車制動能量,提高汽車能源利用率。系統(tǒng)循環(huán)工作,可以避免動力電池不規(guī)律充電,延長電池壽命。雙向DC-DC變換器(Bidirectional DC to DC Converter,BDC)是超級電容能量緩沖系統(tǒng)的核心。本文對車載超級電容能量緩沖系統(tǒng)中的BDC進行設(shè)計和研究,主要包括以下方面:針對儲能系統(tǒng)BDC的拓撲選擇,本文圍繞實際應(yīng)用參數(shù),分析了多種非隔離雙向DC-DC拓撲各自的優(yōu)勢和不足,經(jīng)過比較得到硬開關(guān)Buck/Boost變換器和交錯并聯(lián)準方波零電壓軟開關(guān)Buck/Boost變換器兩種備選方案。最后從可靠性、成本投入的角度出發(fā),選擇傳統(tǒng)硬開關(guān)型Buck/Boost作為母線和超級電容接口變換器。對采用Buck/Boost變換器的能量管理系統(tǒng)進行控制方案設(shè)計,Buck模式和Boost模式分別對應(yīng)超級電容的充電和放電,文中建立了系統(tǒng)的控制模型,分別設(shè)計了兩種工作模式下的控制器,通過仿真驗證控制方案的有效性。車載系統(tǒng)對可靠性要求較高,因此文中基于可靠性預(yù)測的方式選擇了變換器中開關(guān)模塊的型號。詳細給出了開關(guān)模塊中絕緣柵雙極型晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)和二極管的損耗估算方法。文中分析了三種不同型號IGBT的器件結(jié)溫情況,隨后進行了器件的可靠性預(yù)測。最后,根據(jù)預(yù)測結(jié)果選擇了開關(guān)模塊型號。在實驗室設(shè)計搭建了100k W實驗樣機,詳細給出系統(tǒng)軟硬件設(shè)計原理和實現(xiàn)情況。通過實驗驗證了文中對BDC分析和設(shè)計的正確性。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM46

【參考文獻】

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本文編號：1242666