電動(dòng)汽車高效率安全DC-DC變換器的研究.pdf

1、隨著環(huán)境污染以及能源危機(jī)等問題日益凸顯，世界各國(guó)都在積極發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)，而新能源汽車作為新能源領(lǐng)域的代表，憑借其在環(huán)保、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等方面的優(yōu)勢(shì)獲得了人們的廣泛關(guān)注。雙向DC/DC變換器作為電動(dòng)汽車能量傳輸?shù)闹虚g部件，不但可以將動(dòng)力電池的能量傳遞給電機(jī)，也可以將汽車再生制動(dòng)能量反向回饋給能量源，能量使用效率大大提高，因此設(shè)計(jì)一款能夠?qū)崿F(xiàn)能量雙向流動(dòng)、成本低廉、效率高、動(dòng)態(tài)性能好、安全性高的DC/DC變換器具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本

2、論文將交錯(cuò)并聯(lián)雙向DC/DC變換器作為研究對(duì)象，通過(guò)主電路加裝肖特基二極管，硬件保護(hù)與軟件保護(hù)以及制動(dòng)時(shí)恒壓限流策略多重保護(hù)，設(shè)計(jì)了一款高效率、安全性能好的DC/DC變換器，最后以STM32F4作為控制平臺(tái)，通過(guò)搭建的硬件實(shí)物電路對(duì)所設(shè)計(jì)的DC/DC變換器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　首先本文對(duì)雙向DC/DC變換器幾種常見的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，在對(duì)各種拓?fù)湟约靶实姆治龌A(chǔ)上，最終確定選取交錯(cuò)并聯(lián)兩相雙向半橋變換器作為本次研究的主電路。接著詳

3、細(xì)分析了主電路的工作原理，并對(duì)電動(dòng)汽車處于不同的運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，給出了變換器相應(yīng)的Boost以及Buck工作模式，之后對(duì)變換器各器件進(jìn)行研究設(shè)計(jì)選型，并對(duì)變換器的各元件的損耗進(jìn)行了詳細(xì)分析，得出了變換器的損耗分布，最后在此基礎(chǔ)上，通過(guò)并聯(lián)肖特基二極管提高變換器的效率。
　　其次針對(duì)變換器兩種不同工作模式以及變換器的需求，明確了雙向DC/DC變換器在兩種不同工作模式下的控制目標(biāo)，并采用了狀態(tài)空間平均法進(jìn)行系統(tǒng)建模，詳細(xì)推導(dǎo)了小信號(hào)模型，

4、在此基礎(chǔ)上分別設(shè)計(jì)了兩種模式下的雙閉環(huán)控制器，采用恒壓限流的控制策略充分保證DC/DC變換器的安全性，最后，通過(guò)SIMULINK對(duì)所搭建的模型進(jìn)行閉環(huán)仿真，充分驗(yàn)證了系統(tǒng)各參數(shù)以及控制器設(shè)計(jì)的合理性，所設(shè)計(jì)的DC\DC變換器性能良好，具有高的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度。
　　隨后給出了變換器系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)、搭建以及軟件設(shè)計(jì)。其中，硬件電路包括主電路、采樣調(diào)理電路、驅(qū)動(dòng)電路、保護(hù)電路等模塊，軟件部分包括對(duì)采樣信號(hào)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換及處理、控制PWM信號(hào)