面向充电站的隔离双向DC/DC变换器研究
发布时间：2021-06-29 12:43
汽车已经逐渐成为人们生活和生产中不可缺少的交通工具,但在汽车发展过程中同时也产生了两个严重的问题,即能源危机问题和环境污染问题。电动汽车的快速研发与发展将是解决这两个问题的有效途径。研发具有科学和节能性能的电动汽车充电技术是当今汽车行业的重要任务,而充电站是确保电动汽车在大范围内灵活运行的基础,它既保障能为电动汽车补充能量,又能把电动汽车与电网的接口进行联系,必要时可以把蓄电池的电能回馈给电网。因此,充电站的建设是电动汽车普及和有效维护的关键。本论文首先介绍了双向DC/DC变换器拓扑及分类,对几种双向DC/DC变换器的控制方式比较,分析了硬开关和软开关的优缺点,最终选取了全桥双向DC/DC变换器拓扑。在传统移相控制策略的基础上,提出了一种改进的移相控制策略,减小了循环能量,实现了零电压开通,提高了变换器的工作效率。分析了蓄电池充放电原理及特性,建立了等效电路模型和仿真模型,介绍分析了几种常用充电方式,本文采用三段式充电方式为蓄电池充电,减少了蓄电池的损耗。分析了变换器闭环系统的稳定性,完成了控制系统的硬件设计和主电路参数设计,并给出了双闭环PI调节器的设计方法。最后采用MATLAB仿真...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景
1.2 研究的目的及意义
1.3 双向DC/DC变换器拓扑结构及分类
1.3.1 双向DC/DC变换器原理简介
1.3.2 双向DC-DC变换器的应用
1.3.3 DC/DC主电路拓扑形式
1.4 电池管理系统及现状
1.4.1 电池管理系统概述
1.4.2 电池管理系统（BMS）现状
1.5 本文主要研究内容
第2章 隔离双向DC/DC变换器及控制方式
2.1 引言
2.2 软开关和硬开关
2.2.1 PWM控制技术
2.2.2 谐振控制技术
2.2.3 移相控制技术
2.3 全桥双向DC/DC变换器工作原理
2.3.1 全桥双向DC/DC变换器的传统移相控制
2.3.2 全桥双向DC/DC变换器移相控制策略的改进
2.4 本章小结
第3章 蓄电池及充电方式
3.1 引言
3.2 电动汽车蓄电池发展现状
3.3 铅酸蓄电池电化学原理分析
3.3.1 双极化硫酸盐理论
3.3.2 铅酸蓄电池充放电过程
3.3.4 铅酸蓄电池充电时的极化现象
3.4 蓄电池模型的建立
3.5 蓄电池的充电方式
3.5.1 蓄电池传统充电方式
3.5.2 蓄电池快速充电理论
3.6 本章小结
第4章 控制系统的硬件设计
4.1 引言
4.2 移相控制设计与实现
4.2.1 移相脉冲生成方法
4.2.2 基于UCC3895的移相控制设计
4.3 驱动电路设计
4.3.1 IGBT对其驱动电路的要求
4.3.2 基于M57962L的驱动器设计
4.4 延时电路
4.5 PI调节器模块
4.6 本章小结
第5章 参数计算
5.1 主电路参数设计
5.2 功率开关管的损耗
5.3 高频变压器的设计
5.4 PI调节器的设计
5.4.1 充电时PI调节器的设计
5.4.2 放电时PI调节器的设计
5.5 本章小结
第6章 系统仿真
6.1 正向充电时的仿真波形
6.1.1 开环仿真
6.1.2 闭环仿真
6.2 反向放电时仿真波形
6.2.1 开环仿真
6.2.2 闭环仿真
6.3 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]窄脉冲发生电路设计及仿真[J]. 张琦,王兴权,钟握军. 电子技术与软件工程. 2014(16)
[2]基于PIC单片机和CAN总线的纯电动汽车电池管理系统设计[J]. 罗森侨,彭忆强,易威. 西华大学学报(自然科学版). 2013(01)
[3]电动汽车电池管理系统研究现状及发展趋势[J]. 符晓玲,商云龙,崔纳新. 电力电子技术. 2011(12)
[4]全桥双向DC/DC变换器移相控制策略的改进[J]. 刁卓,孙旭东. 电力电子技术. 2011(09)
[5]铅酸蓄电池的充电技术与设备[J]. 王福兴,王治国,刘亚龙,杨亚丽. 电源技术应用. 2011(05)
[6]关于快速充电(之二) 快速充电的好处[J]. 郭自强. 中国自行车. 2010(10)
[7]蓄电池充电方法的研究[J]. 石洪岩. 科技风. 2010(08)
[8]电动汽车蓄电池组电池管理及其状态检测[J]. 李成学,杨大柱. 电源技术. 2010(01)
[9]纯电动轿车研发现状与展望[J]. 白鹏,李宝华,曹桂军. 汽车工程师. 2009(08)
[10]汽车铅酸蓄电池的充电方法探讨[J]. 贾全仓,李俊文,刘经华. 公路与汽运. 2009(03)
硕士论文
[1]微电网用双向DC/DC变换器损耗及效率优化研究[D]. 郝世强.武汉理工大学 2012
[2]轻型直流输电主电路拓扑及调制方式研究[D]. 谭玉茹.合肥工业大学 2012
[3]双向DC-DC变换器设计技术研究[D]. 刘正兰.哈尔滨工程大学 2012
[4]电动汽车锂电池管理系统设计[D]. 张彦峰.北方工业大学 2010
[5]基于DSP数字控制双向全桥DC/DC变换器的研制[D]. 许佳.西安理工大学 2010
本文编号：3256467
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景
1.2 研究的目的及意义
1.3 双向DC/DC变换器拓扑结构及分类
1.3.1 双向DC/DC变换器原理简介
1.3.2 双向DC-DC变换器的应用
1.3.3 DC/DC主电路拓扑形式
1.4 电池管理系统及现状
1.4.1 电池管理系统概述
1.4.2 电池管理系统（BMS）现状
1.5 本文主要研究内容
第2章 隔离双向DC/DC变换器及控制方式
2.1 引言
2.2 软开关和硬开关
2.2.1 PWM控制技术
2.2.2 谐振控制技术
2.2.3 移相控制技术
2.3 全桥双向DC/DC变换器工作原理
2.3.1 全桥双向DC/DC变换器的传统移相控制
2.3.2 全桥双向DC/DC变换器移相控制策略的改进
2.4 本章小结
第3章 蓄电池及充电方式
3.1 引言
3.2 电动汽车蓄电池发展现状
3.3 铅酸蓄电池电化学原理分析
3.3.1 双极化硫酸盐理论
3.3.2 铅酸蓄电池充放电过程
3.3.4 铅酸蓄电池充电时的极化现象
3.4 蓄电池模型的建立
3.5 蓄电池的充电方式
3.5.1 蓄电池传统充电方式
3.5.2 蓄电池快速充电理论
3.6 本章小结
第4章 控制系统的硬件设计
4.1 引言
4.2 移相控制设计与实现
4.2.1 移相脉冲生成方法
4.2.2 基于UCC3895的移相控制设计
4.3 驱动电路设计
4.3.1 IGBT对其驱动电路的要求
4.3.2 基于M57962L的驱动器设计
4.4 延时电路
4.5 PI调节器模块
4.6 本章小结
第5章 参数计算
5.1 主电路参数设计
5.2 功率开关管的损耗
5.3 高频变压器的设计
5.4 PI调节器的设计
5.4.1 充电时PI调节器的设计
5.4.2 放电时PI调节器的设计
5.5 本章小结
第6章 系统仿真
6.1 正向充电时的仿真波形
6.1.1 开环仿真
6.1.2 闭环仿真
6.2 反向放电时仿真波形
6.2.1 开环仿真
6.2.2 闭环仿真
6.3 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]窄脉冲发生电路设计及仿真[J]. 张琦,王兴权,钟握军. 电子技术与软件工程. 2014(16)
[2]基于PIC单片机和CAN总线的纯电动汽车电池管理系统设计[J]. 罗森侨,彭忆强,易威. 西华大学学报(自然科学版). 2013(01)
[3]电动汽车电池管理系统研究现状及发展趋势[J]. 符晓玲,商云龙,崔纳新. 电力电子技术. 2011(12)
[4]全桥双向DC/DC变换器移相控制策略的改进[J]. 刁卓,孙旭东. 电力电子技术. 2011(09)
[5]铅酸蓄电池的充电技术与设备[J]. 王福兴,王治国,刘亚龙,杨亚丽. 电源技术应用. 2011(05)
[6]关于快速充电(之二) 快速充电的好处[J]. 郭自强. 中国自行车. 2010(10)
[7]蓄电池充电方法的研究[J]. 石洪岩. 科技风. 2010(08)
[8]电动汽车蓄电池组电池管理及其状态检测[J]. 李成学,杨大柱. 电源技术. 2010(01)
[9]纯电动轿车研发现状与展望[J]. 白鹏,李宝华,曹桂军. 汽车工程师. 2009(08)
[10]汽车铅酸蓄电池的充电方法探讨[J]. 贾全仓,李俊文,刘经华. 公路与汽运. 2009(03)
硕士论文
[1]微电网用双向DC/DC变换器损耗及效率优化研究[D]. 郝世强.武汉理工大学 2012
[2]轻型直流输电主电路拓扑及调制方式研究[D]. 谭玉茹.合肥工业大学 2012
[3]双向DC-DC变换器设计技术研究[D]. 刘正兰.哈尔滨工程大学 2012
[4]电动汽车锂电池管理系统设计[D]. 张彦峰.北方工业大学 2010
[5]基于DSP数字控制双向全桥DC/DC变换器的研制[D]. 许佳.西安理工大学 2010
本文编号：3256467
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