混合动力电动车用双向DC-DC变换器的研究
发布时间：2021-04-24 21:38
随着经济社会的持续发展,人们的物质生活水平节节攀升,汽车几乎成为了人类便利化生活的标配。然而,汽车保有量的不断增长在大大便利了人们生活的同时也带来了一系列严重的环境污染问题以及资源能源短缺问题,节能环保且经济的电动汽车逐渐受到人们的青睐。对于传统以蓄电池为动力的电动车存在的问题,将双向DC-DC变换器引入,与超级电容构成的复合电源作为辅助动力源共同驱动电动汽车。本文针对装载复合电源的混合动力电动汽车,考虑其特殊的应用场合及复杂的行驶工况,以交错并联双向DC-DC变换器作为主拓扑,通过传统以及改进控制策略提高变换器的动态性能。论文的研究内容主要有:首先,简要介绍了电动汽车及车用双向DC-DC变换器的国内外研究现状,然后对双向DC-DC变换器的控制技术进行了简单叙述。根据电动车用双向DC-DC变换器的设计要求,通过比较选择电压电流纹波较小的双向半桥变换器,再由交错并联得到本文所用主拓扑—交错并联双向DC-DC变换器。详细分析了不同模式下的工作原理,并对其主要参数进行了设计。其次,对Buck及Boost模式分别进行小信号数学建模,并由此分别设计了不同工作模式的传统控制器,通过仿真分析,说明传...
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 国内外研究与应用现状
1.2.1 电动汽车国内外研究现状
1.2.2 电动汽车用双向DC/DC变换器研究现状
1.3 超级电容简介
1.4 双向DC/DC变换器控制技术研究现状
1.4.1 传统控制方式
1.4.2 非线性控制方式
1.5 本文的主要研究内容
2 交错并联BDC原理及参数设计
2.1 引言
2.2 双向DC/DC变换器拓扑结构的选择
2.2.1 非隔离型双向DC/DC变换器
2.2.2 隔离型双向DC/DC变换器
2.3 双向交错并联BDC的工作原理
2.3.1 变换器Boost模式分析
2.3.2 变换器Buck模式分析
2.4 变换器参数设计
2.4.1 功率器件的选取
2.4.2 储能电感设计
2.4.3 滤波电容设计
2.5 本章小结
3 变换器传统控制器设计
3.1 引言
3.2 变换器控制模式的选择
3.2.1 电压控制模式
3.2.2 电流控制模式
3.3 变换器Buck模式建模及控制器设计
3.3.1 变换器Buck模式建模
3.3.2 变换器Buck模式控制器设计及仿真分析
3.4 变换器Boost模式建模及控制器设计
3.4.1 变换器Boost模式建模
3.4.2 变换器Boost模式控制器设计及仿真分析
3.5 本章小结
4 交错并联BDC改进控制设计
4.1 引言
4.2 变换器Buck模式改进控制
4.2.1 传统单周期控制设计
4.2.2 改进单周期控制设计
4.2.3 改进控制下Buck模式建模及仿真分析
4.3 变换器Boost模式改进控制
4.3.1 改进电压控制设计
4.3.2 控制器设计及仿真分析
4.4 本章小结
5 仿真分析及软硬件电路的实现
5.1 引言
5.2 不同控制方式下的仿真分析
5.3 软硬件电路的设计
5.3.1 硬件电路设计
5.3.2 系统软件设计
5.4 本章小结
结论
致谢
参考文献
攻读学位期间研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]独立输入并联输出双有源全桥DC-DC变换器无电流传感器均流控制[J]. 曾进辉,孙志峰,雷敏,兰征. 中国电机工程学报. 2019(07)
[2]基于回路成形的并联DC/DC变换器均流控制器设计[J]. 游江,孟繁荣,张敬南. 中国电机工程学报. 2019(02)
[3]含复合储能和燃气轮发电机的直流微电网母线电压波动分层控制策略[J]. 张继红,王洪明,魏毅立,吴振奎,杨培宏. 电工技术学报. 2018(06)
[4]级联式双向DC-DC变换器的优化控制方法[J]. 梅杨,陈丽莎,黄伟超,李晓晴,孙凯. 电工技术学报. 2017(19)
[5]一种改进PID控制算法的Boost变换器[J]. 张树团,晋玉强,林嘉新,武恒州. 现代电子技术. 2012(24)
[6]用于电动汽车的双向DC/DC变换器控制设计[J]. 孙文,林平,卢冶,徐德鸿. 电力电子技术. 2012(07)
[7]一族非隔离双向直流变换器[J]. 吴红飞,陆珏晶,石巍,张君君,邢岩. 中国电机工程学报. 2012(09)
[8]风光储联合发电系统的组合建模与等值[J]. 王皓怀,汤涌,侯俊贤,邹江峰,梁双,苏峰. 中国电机工程学报. 2011(34)
[9]车载超级电容储能系统间接电流控制策略[J]. 赵坤,王椹榕,王德伟,杨中平,游小杰. 电工技术学报. 2011(09)
[10]燃料电池发电系统的机电动态模型[J]. 王玲,李欣然,马亚辉,李小菊,曹一家,黎灿兵. 中国电机工程学报. 2011(22)
博士论文
[1]混合动力汽车驱动的电功率管理研究[D]. 胡庆波.浙江大学 2007
[2]混合型超级电容器的相关理论和实验研究[D]. 张莉.大连理工大学 2006
硕士论文
[1]DC-DC变换器控制技术的研究[D]. 付兴利.哈尔滨工程大学 2018
[2]LLC谐振式双向全桥DC/DC变换器的研究[D]. 田凯哲.燕山大学 2016
[3]双有源全桥双向DC-DC变换器典型拓扑研究[D]. 周路遥.北京交通大学 2016
[4]电动汽车复合储能系统及其能量控制策略的研究[D]. 赵立萍.哈尔滨理工大学 2016
[5]双管正激双向DC-DC变换器研究[D]. 童小龙.西南交通大学 2013
[6]基于LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器的研究[D]. 张雯婷.燕山大学 2013
[7]车用双向半桥零电压开关变换器的研究[D]. 黄杰辉.重庆大学 2006
[8]基于超级电容的车辆制动能量回收系统的仿真研究[D]. 薛小军.西南交通大学 2005
[9]电动汽车双向DC/DC变换器的研究[D]. 郭熠.天津大学 2004
[10]混合动力汽车用复合电源参数匹配与控制策略研究[D]. 于远彬.吉林大学 2004
本文编号：3158120
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 国内外研究与应用现状
1.2.1 电动汽车国内外研究现状
1.2.2 电动汽车用双向DC/DC变换器研究现状
1.3 超级电容简介
1.4 双向DC/DC变换器控制技术研究现状
1.4.1 传统控制方式
1.4.2 非线性控制方式
1.5 本文的主要研究内容
2 交错并联BDC原理及参数设计
2.1 引言
2.2 双向DC/DC变换器拓扑结构的选择
2.2.1 非隔离型双向DC/DC变换器
2.2.2 隔离型双向DC/DC变换器
2.3 双向交错并联BDC的工作原理
2.3.1 变换器Boost模式分析
2.3.2 变换器Buck模式分析
2.4 变换器参数设计
2.4.1 功率器件的选取
2.4.2 储能电感设计
2.4.3 滤波电容设计
2.5 本章小结
3 变换器传统控制器设计
3.1 引言
3.2 变换器控制模式的选择
3.2.1 电压控制模式
3.2.2 电流控制模式
3.3 变换器Buck模式建模及控制器设计
3.3.1 变换器Buck模式建模
3.3.2 变换器Buck模式控制器设计及仿真分析
3.4 变换器Boost模式建模及控制器设计
3.4.1 变换器Boost模式建模
3.4.2 变换器Boost模式控制器设计及仿真分析
3.5 本章小结
4 交错并联BDC改进控制设计
4.1 引言
4.2 变换器Buck模式改进控制
4.2.1 传统单周期控制设计
4.2.2 改进单周期控制设计
4.2.3 改进控制下Buck模式建模及仿真分析
4.3 变换器Boost模式改进控制
4.3.1 改进电压控制设计
4.3.2 控制器设计及仿真分析
4.4 本章小结
5 仿真分析及软硬件电路的实现
5.1 引言
5.2 不同控制方式下的仿真分析
5.3 软硬件电路的设计
5.3.1 硬件电路设计
5.3.2 系统软件设计
5.4 本章小结
结论
致谢
参考文献
攻读学位期间研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]独立输入并联输出双有源全桥DC-DC变换器无电流传感器均流控制[J]. 曾进辉,孙志峰,雷敏,兰征. 中国电机工程学报. 2019(07)
[2]基于回路成形的并联DC/DC变换器均流控制器设计[J]. 游江,孟繁荣,张敬南. 中国电机工程学报. 2019(02)
[3]含复合储能和燃气轮发电机的直流微电网母线电压波动分层控制策略[J]. 张继红,王洪明,魏毅立,吴振奎,杨培宏. 电工技术学报. 2018(06)
[4]级联式双向DC-DC变换器的优化控制方法[J]. 梅杨,陈丽莎,黄伟超,李晓晴,孙凯. 电工技术学报. 2017(19)
[5]一种改进PID控制算法的Boost变换器[J]. 张树团,晋玉强,林嘉新,武恒州. 现代电子技术. 2012(24)
[6]用于电动汽车的双向DC/DC变换器控制设计[J]. 孙文,林平,卢冶,徐德鸿. 电力电子技术. 2012(07)
[7]一族非隔离双向直流变换器[J]. 吴红飞,陆珏晶,石巍,张君君,邢岩. 中国电机工程学报. 2012(09)
[8]风光储联合发电系统的组合建模与等值[J]. 王皓怀,汤涌,侯俊贤,邹江峰,梁双,苏峰. 中国电机工程学报. 2011(34)
[9]车载超级电容储能系统间接电流控制策略[J]. 赵坤,王椹榕,王德伟,杨中平,游小杰. 电工技术学报. 2011(09)
[10]燃料电池发电系统的机电动态模型[J]. 王玲,李欣然,马亚辉,李小菊,曹一家,黎灿兵. 中国电机工程学报. 2011(22)
博士论文
[1]混合动力汽车驱动的电功率管理研究[D]. 胡庆波.浙江大学 2007
[2]混合型超级电容器的相关理论和实验研究[D]. 张莉.大连理工大学 2006
硕士论文
[1]DC-DC变换器控制技术的研究[D]. 付兴利.哈尔滨工程大学 2018
[2]LLC谐振式双向全桥DC/DC变换器的研究[D]. 田凯哲.燕山大学 2016
[3]双有源全桥双向DC-DC变换器典型拓扑研究[D]. 周路遥.北京交通大学 2016
[4]电动汽车复合储能系统及其能量控制策略的研究[D]. 赵立萍.哈尔滨理工大学 2016
[5]双管正激双向DC-DC变换器研究[D]. 童小龙.西南交通大学 2013
[6]基于LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器的研究[D]. 张雯婷.燕山大学 2013
[7]车用双向半桥零电压开关变换器的研究[D]. 黄杰辉.重庆大学 2006
[8]基于超级电容的车辆制动能量回收系统的仿真研究[D]. 薛小军.西南交通大学 2005
[9]电动汽车双向DC/DC变换器的研究[D]. 郭熠.天津大学 2004
[10]混合动力汽车用复合电源参数匹配与控制策略研究[D]. 于远彬.吉林大学 2004
本文编号：3158120
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/3158120.html
