一种应用于电动汽车的双向DC/DC变换器的研究

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随着汽车工业发展和其带来的能源、环保等问题的日益突出,电动汽车成为近年来发展迅速的一种新型汽车,是21世纪最具有发展前途的绿色清洁汽车。电动汽车是用电池代替传统的汽油作为车载能源的,然而在现有的技术条件下,动力电池的性能是电动汽车发展中急需解决的一个问题。电动汽车是用电能驱动电动机作为动力系统的,它的电动机是典型的有源系统,可以吸收能量也可以输出能量。在电机驱动系统的蓄电池与逆变器之间引入双向DC/DC变换器,既可以提高电机的驱动性能,还可以把刹车时的动能转化而来的电能回馈给蓄电池,解决了动力电池的性能问题。 本文的研究思路是:针对目前广泛使用的混合动力电动汽车存在的环保问题和电池性能问题设计了一双向DC/DC变换器。 本文的主要研究工作可归纳如下: 1.确定变换器的拓扑结构:通过对双向DC/DC变换器拓扑隔离型和不隔离型的分析,考虑到本设计要求和成本要求,采用非隔离拓扑结构。又对非隔离型四种双向DC/DC变换器拓扑结构进行详细比较,指出各种拓扑结构的优点和缺点,根据电动汽车对双向DC/DC变换器的要求,确定了双向Buck-Boost变换器作为电路的基本拓扑结构。 2.根据上面的拓扑,结合实际需求,设计出了一种改进型的拓扑,并给出了主电路参数的计算。 3.设计了适合本电路的控制电路:根据电动车运行特征,设计了电压环和电流环自动转换的控制方式,并设计了辅助电路。 4.变换器的仿真分析:使用Newbury Technology公司开发的SIMetrix4.2仿真软件对双向DC/DC变换器的正、反向工作过程进行了仿真,仿真结果证明了理论分析和计算的正确性。 5.开发了一台3000W的试验样机,证明了仿真结果的正确性。
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