大量燃油汽車數(shù)量的增加不僅會消耗石油資源,還會引起嚴重的環(huán)境污染問題。新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展為解決這些問題提供了新思路,燃料電池汽車由于具有零排放、無污染、高效率等優(yōu)點,逐漸成為新能源汽車產(chǎn)業(yè)中非常有前景的發(fā)展方向。但是燃料電池輸出電壓較低,難以直接驅(qū)動電氣負載。而且燃料電池具有“軟”的輸出電壓特性,隨著輸出電流的增加,輸出電壓下降過快,輸出電壓范圍較寬。因此,開發(fā)一種高增益、寬輸入電壓范圍、小體積的燃料電池汽車DC-DC變換器具有重要意義。本文首先分析了一些DC-DC變換器存在的問題,提出了一種新型非隔離DC-DC變換器:SC-SL-Boost變換器,該變換器在獲得高增益、寬電壓輸入范圍、低器件電壓應力的同時,電路輸入和輸出端之間為共地結(jié)構(gòu),所有功率開關也只需要一路驅(qū)動信號。此外,還可以根據(jù)增益需求,對拓撲結(jié)構(gòu)進行擴展。其次,對所提出變換器的工作原理進行分析,推導出電壓增益和所有器件應力的計算公式,介紹了變換器的拓撲結(jié)構(gòu),并將該變換器與現(xiàn)有一些燃料電池汽車用DC-DC變換器進行對比分析。之后,給出了器件參數(shù)的設計過程,采用狀態(tài)空間平均法和小信號方法對變換器進行建模,完成系統(tǒng)補償網(wǎng)絡設計... 

【文章來源】：哈爾濱理工大學黑龍江省

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

氫氧燃料電池基本結(jié)構(gòu)

第1章緒論-3-具有較“軟”的輸出特性，這主要是由于在串聯(lián)等效電阻Re的作用下，輸出電流增大導致Re上分壓變大，造成輸出電壓跌落。從圖1-3中也可以看出燃料電池輸出電壓具有較寬的電壓變化范圍，這對后級DC-DC變換器提出較高的要求。圖1-2燃料電池的簡化等效電路圖1-3燃料電池輸出特性Fig.1-2SimplifiedequivalentcircuitoffuelcellFig.1-3Fuelcelloutputcharacteristics燃料電池單體電壓一般為0.7V，許多單體堆疊而成燃料電池堆[13]，考慮到體積和重量，車載燃料電池體積一般不大，輸出電壓較低，不能夠直接驅(qū)動汽車電機。又考慮到燃料電池“軟”的輸出特性和寬的輸出電壓范圍，需要在燃料電池和逆變器直流母線之間匹配合適的DC-DC變換器，將燃料電池電壓提升到較高的電壓等級，同時保證直流母線電壓的穩(wěn)定[14]。典型的燃料電池汽車動力組成結(jié)構(gòu)如圖1-4所示，燃料電池和逆變器之間匹配的DC-DC變換器需要具有：高增益、寬電壓輸入范圍、低器件應力、小體積、高效率等特點，開發(fā)具有這些特點的DC-DC變換器對于提高燃料電池汽車系統(tǒng)性能，推動燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展具有重要意義。圖1-4燃料電池汽車動力組成結(jié)構(gòu)圖Fig.1-4Powertrainstructurediagramoffuelcellvehicle

第1章緒論-3-具有較“軟”的輸出特性，這主要是由于在串聯(lián)等效電阻Re的作用下，輸出電流增大導致Re上分壓變大，造成輸出電壓跌落。從圖1-3中也可以看出燃料電池輸出電壓具有較寬的電壓變化范圍，這對后級DC-DC變換器提出較高的要求。圖1-2燃料電池的簡化等效電路圖1-3燃料電池輸出特性Fig.1-2SimplifiedequivalentcircuitoffuelcellFig.1-3Fuelcelloutputcharacteristics燃料電池單體電壓一般為0.7V，許多單體堆疊而成燃料電池堆[13]，考慮到體積和重量，車載燃料電池體積一般不大，輸出電壓較低，不能夠直接驅(qū)動汽車電機。又考慮到燃料電池“軟”的輸出特性和寬的輸出電壓范圍，需要在燃料電池和逆變器直流母線之間匹配合適的DC-DC變換器，將燃料電池電壓提升到較高的電壓等級，同時保證直流母線電壓的穩(wěn)定[14]。典型的燃料電池汽車動力組成結(jié)構(gòu)如圖1-4所示，燃料電池和逆變器之間匹配的DC-DC變換器需要具有：高增益、寬電壓輸入范圍、低器件應力、小體積、高效率等特點，開發(fā)具有這些特點的DC-DC變換器對于提高燃料電池汽車系統(tǒng)性能，推動燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展具有重要意義。圖1-4燃料電池汽車動力組成結(jié)構(gòu)圖Fig.1-4Powertrainstructurediagramoffuelcellvehicle

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]電動汽車輔助動力系統(tǒng)雙向DC-DC變換器的研究[D]. 黃鋒濤.哈爾濱理工大學 2019
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本文編號：3259456