电动汽车双向充放电功率变换器

发布时间：2022-08-07 18:55

　　电动汽车因为环保、高效、节能的特点而广受青睐,而电动汽车充电功率变换器是电动汽车系统的重要组成部分。双向充放电技术可以减小可再生能源系统并网的影响,目前正被广泛研究。本文就电动汽车双向充放电功率变换器若干问题进行研究,选取了合适的拓扑,设计并优化控制环路与控制策略,优化系统性能。电动汽车双向充放电功率变换器包括前级AC-DC变换器和后级DC-DC变换器。本文首先介绍双向全桥图腾柱AC-DC（PFC）变换器工作原理,对系统进行建模并设计控制环路。使用LCL滤波器减小输入电流纹波,并分析有源阻尼技术和无源阻尼技术工作原理。然后,本文提出双电感电流反馈有源阻尼（DCFAD,Dual Current Feedback as Active Damping）和一种混合阻尼（MD,Mixed Damping）优化PFC输入电流的动态响应。本文提出的两种阻尼方法在网侧电感添加虚拟阻尼,抑制动态过程中的超调,优化动态性能,最后,本文介绍了不同控制策略控制下双有源桥式DC-DC变换器的工作原理,并使用粒子群算法（PSO,Partical Swarm Optimization）优化控制策略。本文以电感电流最... 

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
Abstract
略缩语表
1.绪论
    1.1 引言
    1.2 电动汽车双向充放电功率变换器国内外研究现状
    1.3 功率因数校正电路(PFC)国内外研究现状
        1.3.1 功率因数校正电路(PFC)研究现状
        1.3.2 双向功率因数校正电路(PFC)研究现状
        1.3.3 LCL型变换器研究现状
    1.4 双向DC-DC变换器国内外研究现状
        1.4.1 双向DC-DC变换器拓扑研究现状
        1.4.2 双有源桥式DC-DC变换器(DAB)国内外研究现状
    1.5 本文主要研究内容
2.双向全桥图腾柱PFC变换器工作原理及性能优化
    2.1 引言
    2.2 L型双向全桥图腾柱PFC电路工作原理及建模分析
        2.2.1 电流环建模及控制环路设计
        2.2.2 电压环建模及控制环路设计
    2.3 LCL型双向全桥图腾柱PFC电路建模及控制策略
        2.3.1 无源阻尼技术
        2.3.2 有源阻尼技术
    2.4 LCL型变换器动态性能优化策略
        2.4.1 混合阻尼(MD)优化LCL型变换器动态性能
        2.4.2 双电感电流反馈(DCFAD)优化LCL型变换器动态性能
    2.5 本章小结
3.双向全桥图腾柱PFC变换器设计及实验验证
    3.1 引言
    3.2 调制方式与工作原理
    3.3 实验平台设计
        3.3.1 LCL滤波器设计
        3.3.2 直流侧支撑电容设计
        3.3.3 主功率开关管选型和驱动电路设计
        3.3.4 采样电路与调理电路设计
        3.3.5 硬件保护电路设计
        3.3.6 软件程序设计
    3.4 双向全桥图腾柱PFC变换器实验结果与分析
        3.4.1 实验平台
        3.4.2 L型和LCL型 PFC实验结果
        3.4.3 LCL型 PFC并网电流动态响应性能优化的实验结果
    3.5 本章小结
4.双有源桥式DC-DC变换器工作原理及性能优化
    4.1 引言
    4.2 双有源桥式DC-DC变换器工作原理
        4.2.1 单移相控制策略
        4.2.2 单PWM加移相控制策略
        4.2.3 双PWM加移相控制策略
    4.3 基于粒子群算法的双有源桥式DC-DC变换器控制策略优化
        4.3.1 基于粒子群算法(PSO)的双PWM加移相控制策略优化
        4.3.2 基于粒子群算法(PSO)的优化TPS控制环路设计
    4.4 本章小结
5.双有源桥式DC-DC变换器设计及实验验证
    5.1 引言
    5.2 硬件电路设计
        5.2.1 高频变压器设计
        5.2.2 高频能量传输电感设计
        5.2.3 主功率开关管选型和驱动电路设计
        5.2.4 采样调理电路设计
        5.2.5 硬件保护电路设计
    5.3 实验结果
        5.3.1 实验平台
        5.3.2 双有源桥实验平台工作波形和效率优化
    5.4 本章小结
6.总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间科研成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]新能源汽车产业发展中的政府及政策作用研究[J]. 金洁莹,何毅,吴若男.  科技经济导刊. 2019(02)
[2]计及逆变器侧电流反馈影响的LCL滤波器参数优化设计[J]. 许津铭,季林,葛小伟,谢少军.  中国电机工程学报. 2016(17)
[3]分布式发电系统中LCL滤波并网逆变器电流控制研究综述[J]. 许津铭,谢少军,张斌锋.  中国电机工程学报. 2015(16)
[4]隔离式双向全桥DC-DC变换器的功率控制特性比较与分析[J]. 武琳,刘志刚,洪祥.  电工技术学报. 2013(10)

博士论文
[1]无桥PFC拓扑结构及控制策略研究[D]. 刘桂花.哈尔滨工业大学 2009

硕士论文
[1]基于V2G的两级式双向AC/DC变换器的研究[D]. 荆磊.浙江大学 2019
[2]宽范围工作车载充电器优化设计[D]. 谭园.浙江大学 2018
[3]连续导通模式图腾柱无桥PFC变换器的分析与设计[D]. 钱圣宝.东南大学 2017
[4]图腾柱无桥PFC变流器研究[D]. 陈喜亮.浙江大学 2014
[5]PWM加移相控制双有源全桥双向DC-DC变换器的研究[D]. 杨敏.南京航空航天大学 2013
[6]碳化硅MOSFET应用技术研究[D]. 陆珏晶.南京航空航天大学 2013



本文编号：3670862