大量燃油汽車數(shù)量的增加不僅會(huì)消耗石油資源,還會(huì)引起嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題。新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展為解決這些問(wèn)題提供了新思路,燃料電池汽車由于具有零排放、無(wú)污染、高效率等優(yōu)點(diǎn),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(dòng)電氣負(fù)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(guò)快,輸出電壓范圍較寬。因此,開(kāi)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(wèn)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(yīng)力的同時(shí),電路輸入和輸出端之間為共地結(jié)構(gòu),所有功率開(kāi)關(guān)也只需要一路驅(qū)動(dòng)信號(hào)。此外,還可以根據(jù)增益需求,對(duì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行擴(kuò)展。其次,對(duì)所提出變換器的工作原理進(jìn)行分析,推導(dǎo)出電壓增益和所有器件應(yīng)力的計(jì)算公式,介紹了變換器的拓?fù)浣Y(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(jìn)行對(duì)比分析。之后,給出了器件參數(shù)的設(shè)計(jì)過(guò)程,采用狀態(tài)空間平均法和小信號(hào)方法對(duì)變換器進(jìn)行建模,完成系統(tǒng)補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱理工大學(xué)黑龍江省

【文章頁(yè)數(shù)】：70 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(dǎo)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(duì)后級(jí)DC-DC變換器提出較高的要求。圖1-2燃料電池的簡(jiǎn)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(dòng)汽車電機(jī)。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(jí)，同時(shí)保證直流母線電壓的穩(wěn)定[14]。典型的燃料電池汽車動(dòng)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(yīng)力、小體積、高效率等特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)具有這些特點(diǎn)的DC-DC變換器對(duì)于提高燃料電池汽車系統(tǒng)性能，推動(dòng)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(dòng)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(dǎo)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(duì)后級(jí)DC-DC變換器提出較高的要求。圖1-2燃料電池的簡(jiǎn)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(dòng)汽車電機(jī)。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(jí)，同時(shí)保證直流母線電壓的穩(wěn)定[14]。典型的燃料電池汽車動(dòng)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(yīng)力、小體積、高效率等特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)具有這些特點(diǎn)的DC-DC變換器對(duì)于提高燃料電池汽車系統(tǒng)性能，推動(dòng)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(dòng)力組成結(jié)構(gòu)圖Fig.1-4Powertrainstructurediagramoffuelcellvehicle

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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[3]燃料電池電動(dòng)汽車用高效寬增益三電平Boost直流變換器[D]. 石記龍.天津大學(xué) 2017
[4]燃料電池汽車DC-DC變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的研究[D]. 劉劼勛.清華大學(xué) 2016



本文編號(hào)：3259456