5kW混合动力汽车用双向DC/DC变换器设计

发布时间：2021-08-17 04:11

　　混合动力汽车采用内燃机和动力电池两种动力源,动力电池辅助内燃机输出牵引功率并回收刹车减速时的再生制动能量,使得混合动力汽车在燃油经济性与尾气排放特性上具有显著优势。双向DC/DC变换器作为应用于混合动力汽车中电力电子控制单元,可实现电能的双向流动。本文对混合动力汽车用双向DC/DC变换器模式切换与控制进行了研究。本文首先介绍了混合动力汽车用双向DC/DC变换器研究现状与模式切换研究现状。根据混合动力汽车用双向DC/DC变换器输入、输出电压等技术指标,本文采用双向Buck/Boost变换器。分析了双向Buck/Boost变换器对应混合动力汽车不同运行状态下的工作模式,并阐述了变换器在各模式下的工作原理。进而完成了主电路参数设计以及保护逻辑设计。然后针对双向Buck/Boost变换器不同的工作模式,分析并确立了相应的控制目标以满足混合动力汽车的应用需求,建立了相应模式下的小信号动态模型,并详细给出了对应控制器参数的设计方法,以改善系统性能。在理论设计的基础上,对混合动力汽车用双向Buck/Boost变换器各工作模式下的稳态性能与动态性能进行了实验验证。最后分析并确立了混合动力汽车用双向Bu... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
目录
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 混合动力汽车历史和国内外研究现状
        1.1.3 双向DC/DC变换器在混合动力汽车中的研究意义
    1.2 双向DC/DC变换器在混合动力汽车中的研究现状
        1.2.1 用于混合动力汽车的双向DC/DC拓扑结构
        1.2.2 双向DC/DC变换器国内外研究现状
        1.2.3 双向DC/DC变换器控制及模式切换研究现状
    1.3 本文所研究拓扑
    1.4 本文的选题意义和研究内容
        1.4.1 选题意义
        1.4.2 研究内容
第二章 双向Buck/Boost变换器工作原理与参数设计
    2.1 双向Buck/Boost变换器工作原理
        2.1.1 双向Buck/Boost变换器工作模式分析
        2.1.2 双向Buck/Boost变换器工作原理分析
    2.2 双向Buck/Boost变换器系统结构
    2.3 双向Buck/Boost变换器主电路参数设计
        2.3.1 储能电感设计
        2.3.2 输入输出滤波电容设计
        2.3.3 功率开关器件选取
    2.4 双向Buck/Boost变换器系统保护逻辑
第三章 双向Buck/Boost变换器系统建模及控制器设计
    3.1 混合动力汽车用双向Buck/Boost变换器控制策略
    3.2 启动模式控制设计及实验验证
        3.2.1 启动模式电路建模
        3.2.2 启动模式控制器设计
    3.3 电驱动/再生制动模式控制设计及实验验证
        3.3.1 电驱动/再生制动模式电路建模
        3.3.2 电驱动/再生制动模式控制器设计
        3.3.3 电驱动模式实验验证
        3.3.4 再生制动模式实验验证
    3.4 电池充电模式控制设计及实验验证
        3.4.1 电池充电模式电路建模
        3.4.2 电池充电模式控制器设计
        3.4.3 电池充电模式实验验证
第四章 混合动力汽车用双向Buck/Boost变换器模式切换实验
    4.1 混合动力汽车用双向Buck/Boost变换器模式切换策略
    4.2 模式切换实验平台介绍
        4.2.1 双向Buck/Boost变换器模式切换硬件实验平台介绍
        4.2.2 双向Buck/Boost变换器人机交互界面介绍
    4.3 双向Buck/Boost变换器模式切换实验
        4.3.1 双向Buck/Boost变换器单一模式切换实验
        4.3.2 双向Buck/Boost变换器总模式切换实验
    4.4 效率测试
第五章 总结与展望
    5.1 本文工作总结
    5.2 未来工作展望
参考文献
附录A 变换器建模设计
附录B 实验样机照片
攻读硕士期间发表的论文
致谢



本文编号：3347032