面向充電站的隔離雙向DC/DC變換器研究
發(fā)布時(shí)間:2021-06-29 12:43
汽車已經(jīng)逐漸成為人們生活和生產(chǎn)中不可缺少的交通工具,但在汽車發(fā)展過程中同時(shí)也產(chǎn)生了兩個(gè)嚴(yán)重的問題,即能源危機(jī)問題和環(huán)境污染問題。電動(dòng)汽車的快速研發(fā)與發(fā)展將是解決這兩個(gè)問題的有效途徑。研發(fā)具有科學(xué)和節(jié)能性能的電動(dòng)汽車充電技術(shù)是當(dāng)今汽車行業(yè)的重要任務(wù),而充電站是確保電動(dòng)汽車在大范圍內(nèi)靈活運(yùn)行的基礎(chǔ),它既保障能為電動(dòng)汽車補(bǔ)充能量,又能把電動(dòng)汽車與電網(wǎng)的接口進(jìn)行聯(lián)系,必要時(shí)可以把蓄電池的電能回饋給電網(wǎng)。因此,充電站的建設(shè)是電動(dòng)汽車普及和有效維護(hù)的關(guān)鍵。本論文首先介紹了雙向DC/DC變換器拓?fù)浼胺诸?對幾種雙向DC/DC變換器的控制方式比較,分析了硬開關(guān)和軟開關(guān)的優(yōu)缺點(diǎn),最終選取了全橋雙向DC/DC變換器拓?fù)洹T趥鹘y(tǒng)移相控制策略的基礎(chǔ)上,提出了一種改進(jìn)的移相控制策略,減小了循環(huán)能量,實(shí)現(xiàn)了零電壓開通,提高了變換器的工作效率。分析了蓄電池充放電原理及特性,建立了等效電路模型和仿真模型,介紹分析了幾種常用充電方式,本文采用三段式充電方式為蓄電池充電,減少了蓄電池的損耗。分析了變換器閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,完成了控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和主電路參數(shù)設(shè)計(jì),并給出了雙閉環(huán)PI調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)方法。最后采用MATLAB仿真...
【文章來源】:燕山大學(xué)河北省
【文章頁數(shù)】:69 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題背景
1.2 研究的目的及意義
1.3 雙向DC/DC變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及分類
1.3.1 雙向DC/DC變換器原理簡介
1.3.2 雙向DC-DC變換器的應(yīng)用
1.3.3 DC/DC主電路拓?fù)湫问?br> 1.4 電池管理系統(tǒng)及現(xiàn)狀
1.4.1 電池管理系統(tǒng)概述
1.4.2 電池管理系統(tǒng)(BMS)現(xiàn)狀
1.5 本文主要研究內(nèi)容
第2章 隔離雙向DC/DC變換器及控制方式
2.1 引言
2.2 軟開關(guān)和硬開關(guān)
2.2.1 PWM控制技術(shù)
2.2.2 諧振控制技術(shù)
2.2.3 移相控制技術(shù)
2.3 全橋雙向DC/DC變換器工作原理
2.3.1 全橋雙向DC/DC變換器的傳統(tǒng)移相控制
2.3.2 全橋雙向DC/DC變換器移相控制策略的改進(jìn)
2.4 本章小結(jié)
第3章 蓄電池及充電方式
3.1 引言
3.2 電動(dòng)汽車蓄電池發(fā)展現(xiàn)狀
3.3 鉛酸蓄電池電化學(xué)原理分析
3.3.1 雙極化硫酸鹽理論
3.3.2 鉛酸蓄電池充放電過程
3.3.4 鉛酸蓄電池充電時(shí)的極化現(xiàn)象
3.4 蓄電池模型的建立
3.5 蓄電池的充電方式
3.5.1 蓄電池傳統(tǒng)充電方式
3.5.2 蓄電池快速充電理論
3.6 本章小結(jié)
第4章 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)
4.1 引言
4.2 移相控制設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
4.2.1 移相脈沖生成方法
4.2.2 基于UCC3895的移相控制設(shè)計(jì)
4.3 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)
4.3.1 IGBT對其驅(qū)動(dòng)電路的要求
4.3.2 基于M57962L的驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)
4.4 延時(shí)電路
4.5 PI調(diào)節(jié)器模塊
4.6 本章小結(jié)
第5章 參數(shù)計(jì)算
5.1 主電路參數(shù)設(shè)計(jì)
5.2 功率開關(guān)管的損耗
5.3 高頻變壓器的設(shè)計(jì)
5.4 PI調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)
5.4.1 充電時(shí)PI調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)
5.4.2 放電時(shí)PI調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)
5.5 本章小結(jié)
第6章 系統(tǒng)仿真
6.1 正向充電時(shí)的仿真波形
6.1.1 開環(huán)仿真
6.1.2 閉環(huán)仿真
6.2 反向放電時(shí)仿真波形
6.2.1 開環(huán)仿真
6.2.2 閉環(huán)仿真
6.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]窄脈沖發(fā)生電路設(shè)計(jì)及仿真[J]. 張琦,王興權(quán),鐘握軍. 電子技術(shù)與軟件工程. 2014(16)
[2]基于PIC單片機(jī)和CAN總線的純電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 羅森僑,彭憶強(qiáng),易威. 西華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(01)
[3]電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 符曉玲,商云龍,崔納新. 電力電子技術(shù). 2011(12)
[4]全橋雙向DC/DC變換器移相控制策略的改進(jìn)[J]. 刁卓,孫旭東. 電力電子技術(shù). 2011(09)
[5]鉛酸蓄電池的充電技術(shù)與設(shè)備[J]. 王福興,王治國,劉亞龍,楊亞麗. 電源技術(shù)應(yīng)用. 2011(05)
[6]關(guān)于快速充電(之二) 快速充電的好處[J]. 郭自強(qiáng). 中國自行車. 2010(10)
[7]蓄電池充電方法的研究[J]. 石洪巖. 科技風(fēng). 2010(08)
[8]電動(dòng)汽車蓄電池組電池管理及其狀態(tài)檢測[J]. 李成學(xué),楊大柱. 電源技術(shù). 2010(01)
[9]純電動(dòng)轎車研發(fā)現(xiàn)狀與展望[J]. 白鵬,李寶華,曹桂軍. 汽車工程師. 2009(08)
[10]汽車鉛酸蓄電池的充電方法探討[J]. 賈全倉,李俊文,劉經(jīng)華. 公路與汽運(yùn). 2009(03)
碩士論文
[1]微電網(wǎng)用雙向DC/DC變換器損耗及效率優(yōu)化研究[D]. 郝世強(qiáng).武漢理工大學(xué) 2012
[2]輕型直流輸電主電路拓?fù)浼罢{(diào)制方式研究[D]. 譚玉茹.合肥工業(yè)大學(xué) 2012
[3]雙向DC-DC變換器設(shè)計(jì)技術(shù)研究[D]. 劉正蘭.哈爾濱工程大學(xué) 2012
[4]電動(dòng)汽車鋰電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 張彥峰.北方工業(yè)大學(xué) 2010
[5]基于DSP數(shù)字控制雙向全橋DC/DC變換器的研制[D]. 許佳.西安理工大學(xué) 2010
本文編號(hào):3256467
【文章來源】:燕山大學(xué)河北省
【文章頁數(shù)】:69 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題背景
1.2 研究的目的及意義
1.3 雙向DC/DC變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及分類
1.3.1 雙向DC/DC變換器原理簡介
1.3.2 雙向DC-DC變換器的應(yīng)用
1.3.3 DC/DC主電路拓?fù)湫问?br> 1.4 電池管理系統(tǒng)及現(xiàn)狀
1.4.1 電池管理系統(tǒng)概述
1.4.2 電池管理系統(tǒng)(BMS)現(xiàn)狀
1.5 本文主要研究內(nèi)容
第2章 隔離雙向DC/DC變換器及控制方式
2.1 引言
2.2 軟開關(guān)和硬開關(guān)
2.2.1 PWM控制技術(shù)
2.2.2 諧振控制技術(shù)
2.2.3 移相控制技術(shù)
2.3 全橋雙向DC/DC變換器工作原理
2.3.1 全橋雙向DC/DC變換器的傳統(tǒng)移相控制
2.3.2 全橋雙向DC/DC變換器移相控制策略的改進(jìn)
2.4 本章小結(jié)
第3章 蓄電池及充電方式
3.1 引言
3.2 電動(dòng)汽車蓄電池發(fā)展現(xiàn)狀
3.3 鉛酸蓄電池電化學(xué)原理分析
3.3.1 雙極化硫酸鹽理論
3.3.2 鉛酸蓄電池充放電過程
3.3.4 鉛酸蓄電池充電時(shí)的極化現(xiàn)象
3.4 蓄電池模型的建立
3.5 蓄電池的充電方式
3.5.1 蓄電池傳統(tǒng)充電方式
3.5.2 蓄電池快速充電理論
3.6 本章小結(jié)
第4章 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)
4.1 引言
4.2 移相控制設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
4.2.1 移相脈沖生成方法
4.2.2 基于UCC3895的移相控制設(shè)計(jì)
4.3 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)
4.3.1 IGBT對其驅(qū)動(dòng)電路的要求
4.3.2 基于M57962L的驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)
4.4 延時(shí)電路
4.5 PI調(diào)節(jié)器模塊
4.6 本章小結(jié)
第5章 參數(shù)計(jì)算
5.1 主電路參數(shù)設(shè)計(jì)
5.2 功率開關(guān)管的損耗
5.3 高頻變壓器的設(shè)計(jì)
5.4 PI調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)
5.4.1 充電時(shí)PI調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)
5.4.2 放電時(shí)PI調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)
5.5 本章小結(jié)
第6章 系統(tǒng)仿真
6.1 正向充電時(shí)的仿真波形
6.1.1 開環(huán)仿真
6.1.2 閉環(huán)仿真
6.2 反向放電時(shí)仿真波形
6.2.1 開環(huán)仿真
6.2.2 閉環(huán)仿真
6.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]窄脈沖發(fā)生電路設(shè)計(jì)及仿真[J]. 張琦,王興權(quán),鐘握軍. 電子技術(shù)與軟件工程. 2014(16)
[2]基于PIC單片機(jī)和CAN總線的純電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 羅森僑,彭憶強(qiáng),易威. 西華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(01)
[3]電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 符曉玲,商云龍,崔納新. 電力電子技術(shù). 2011(12)
[4]全橋雙向DC/DC變換器移相控制策略的改進(jìn)[J]. 刁卓,孫旭東. 電力電子技術(shù). 2011(09)
[5]鉛酸蓄電池的充電技術(shù)與設(shè)備[J]. 王福興,王治國,劉亞龍,楊亞麗. 電源技術(shù)應(yīng)用. 2011(05)
[6]關(guān)于快速充電(之二) 快速充電的好處[J]. 郭自強(qiáng). 中國自行車. 2010(10)
[7]蓄電池充電方法的研究[J]. 石洪巖. 科技風(fēng). 2010(08)
[8]電動(dòng)汽車蓄電池組電池管理及其狀態(tài)檢測[J]. 李成學(xué),楊大柱. 電源技術(shù). 2010(01)
[9]純電動(dòng)轎車研發(fā)現(xiàn)狀與展望[J]. 白鵬,李寶華,曹桂軍. 汽車工程師. 2009(08)
[10]汽車鉛酸蓄電池的充電方法探討[J]. 賈全倉,李俊文,劉經(jīng)華. 公路與汽運(yùn). 2009(03)
碩士論文
[1]微電網(wǎng)用雙向DC/DC變換器損耗及效率優(yōu)化研究[D]. 郝世強(qiáng).武漢理工大學(xué) 2012
[2]輕型直流輸電主電路拓?fù)浼罢{(diào)制方式研究[D]. 譚玉茹.合肥工業(yè)大學(xué) 2012
[3]雙向DC-DC變換器設(shè)計(jì)技術(shù)研究[D]. 劉正蘭.哈爾濱工程大學(xué) 2012
[4]電動(dòng)汽車鋰電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 張彥峰.北方工業(yè)大學(xué) 2010
[5]基于DSP數(shù)字控制雙向全橋DC/DC變換器的研制[D]. 許佳.西安理工大學(xué) 2010
本文編號(hào):3256467
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