汽车用氢燃料电池电能变换与检测系统的设计
发布时间：2021-01-25 02:47
在国家对能源和环保问题高度重视的环境下,对新的清洁可持续能源的应用研究成为时代热点。在电动汽车领域,氢燃料的应用受到人们的广泛关注,氢燃料电池电动汽车的发展受到国家的大力支持,电能变换与检测系统是其中必不可少的环节。本文以满足氢燃料的实际应用为出发点,开展汽车用氢燃料电池电能变化与检测方面的研究。首先,本文对氢燃料电池的现状进行了探究,分析了氢燃料电池在应用中存在的问题。通过对不同电路结构进行对比分析,选择动力系统电路结构为多模块并联的Boost三电平拓扑结构。选择DSP芯片TMS320F28335为核心处理器,产生PWM波形对Boost三电平电路进行驱动,并对整个动力系统电路进行了设计。设计了相应的电压和电流保护电路,保证整个动力系统安全可靠的工作。其次,本文开展了汽车用氢燃料电池检测系统设计研究。以PIC16F1786单片机为核心,进行氢燃料电池工作的温度、单片电池电压和储氢量的检测。氢燃料电池的工作温度和单片电池电压检测是氢燃料电池安全可靠工作的保证,氢量大小决定着汽车的续航能力。氢燃料电池检测系统设计包括高速ADC电路、PWM驱动电路、均流电路、温度检测电路、单片电压检测电路、...
【文章来源】：哈尔滨理工大学黑龙江省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
氢燃料电池输出特性
哈尔滨理工大学工学硕士学位论文82.3拓扑结构的选择国内外对氢燃料电池电动汽车的供电电路做了诸多研究，常见的供电电路有隔离型升压电路、升降压电路、桥式电路和多模块并联扩容电路，不同的电路结构有着不同的优缺点。移相全桥结构如图2-3所示，变压器二次侧选用倍增整流电路进行整流，输出直流电给电动汽车供电。整个移相全桥电路能够实现软开关控制，实现能量的高效传递，且利用倍增整流方式进行整流，减小了变换器的体积。但是需要增加直流偏置电源，且所用开关管数量较多，不利于动力系统的经济运行。图2-3移相全桥变换器Fig.2-3Phase-shiftfull-bridgeconverter部分氢燃料电池电动汽车的动力系统采用多个DC-DC变换器模块并联的结构，如图2-4所示，该结构能够有效提高动力系统的容量，减小开关管的电应力，并且各个模块之间互为备用电源，增加了动力系统运行的可靠性。但是并联运行的模块增加了并联系统均流的问题，增加了动力系统的体积，不利于整个系统的安全运行。图2-4多模块并联DC-DC变换器Fig.2-4Multi-moduleparallelconnectionDC-DCconverter
哈尔滨理工大学工学硕士学位论文82.3拓扑结构的选择国内外对氢燃料电池电动汽车的供电电路做了诸多研究，常见的供电电路有隔离型升压电路、升降压电路、桥式电路和多模块并联扩容电路，不同的电路结构有着不同的优缺点。移相全桥结构如图2-3所示，变压器二次侧选用倍增整流电路进行整流，输出直流电给电动汽车供电。整个移相全桥电路能够实现软开关控制，实现能量的高效传递，且利用倍增整流方式进行整流，减小了变换器的体积。但是需要增加直流偏置电源，且所用开关管数量较多，不利于动力系统的经济运行。图2-3移相全桥变换器Fig.2-3Phase-shiftfull-bridgeconverter部分氢燃料电池电动汽车的动力系统采用多个DC-DC变换器模块并联的结构，如图2-4所示，该结构能够有效提高动力系统的容量，减小开关管的电应力，并且各个模块之间互为备用电源，增加了动力系统运行的可靠性。但是并联运行的模块增加了并联系统均流的问题，增加了动力系统的体积，不利于整个系统的安全运行。图2-4多模块并联DC-DC变换器Fig.2-4Multi-moduleparallelconnectionDC-DCconverter
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于电感电流反馈的双向DC-DC变换器下垂控制[J]. 杨翔宇,肖先勇,马俊鹏,李媛. 中国电机工程学报. 2020(08)
[2]双向全桥串联谐振DC/DC变换器回流功率特性优化[J]. 杨博,葛琼璇,赵鲁,周志达. 中国电机工程学报. 2019(23)
[3]氢燃料电池电动汽车技术[J]. 魏兆平. 中国汽车. 2019(09)
[4]双移相加变频控制的隔离型双向AC/DC变换器控制策略[J]. 周一雄,秦文萍,王祺,任春光,韩肖清. 电网技术. 2019(05)
[5]电动汽车双向DC-DC变换器约束模型预测控制研究[J]. 肖智明,陈启宏,张立炎. 电工技术学报. 2018(S2)
[6]氢燃料电池的应用研究[J]. 王东霖. 中国新通信. 2018(22)
[7]新型无无功环流的双向隔离型DC/DC变换器[J]. 郭洪玮,吴学智,王伟,荆龙,王旭亮,武文. 中国电机工程学报. 2018(S1)
[8]一种新型双环控制并联均流稳压电路[J]. 苏少侃,彭勃,王立伟,郑炜,常涛,陈明阳. 空间控制技术与应用. 2018(04)
[9]氢燃料电池应用进展[J]. 徐自亮,余英,李力. 中国基础科学. 2018(02)
[10]氢燃料电池汽车产业链发展研究[J]. 裴冯来,高怡晨,郭则新. 质量与标准化. 2018(01)
本文编号：2998408
【文章来源】：哈尔滨理工大学黑龙江省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
氢燃料电池输出特性
哈尔滨理工大学工学硕士学位论文82.3拓扑结构的选择国内外对氢燃料电池电动汽车的供电电路做了诸多研究，常见的供电电路有隔离型升压电路、升降压电路、桥式电路和多模块并联扩容电路，不同的电路结构有着不同的优缺点。移相全桥结构如图2-3所示，变压器二次侧选用倍增整流电路进行整流，输出直流电给电动汽车供电。整个移相全桥电路能够实现软开关控制，实现能量的高效传递，且利用倍增整流方式进行整流，减小了变换器的体积。但是需要增加直流偏置电源，且所用开关管数量较多，不利于动力系统的经济运行。图2-3移相全桥变换器Fig.2-3Phase-shiftfull-bridgeconverter部分氢燃料电池电动汽车的动力系统采用多个DC-DC变换器模块并联的结构，如图2-4所示，该结构能够有效提高动力系统的容量，减小开关管的电应力，并且各个模块之间互为备用电源，增加了动力系统运行的可靠性。但是并联运行的模块增加了并联系统均流的问题，增加了动力系统的体积，不利于整个系统的安全运行。图2-4多模块并联DC-DC变换器Fig.2-4Multi-moduleparallelconnectionDC-DCconverter
哈尔滨理工大学工学硕士学位论文82.3拓扑结构的选择国内外对氢燃料电池电动汽车的供电电路做了诸多研究，常见的供电电路有隔离型升压电路、升降压电路、桥式电路和多模块并联扩容电路，不同的电路结构有着不同的优缺点。移相全桥结构如图2-3所示，变压器二次侧选用倍增整流电路进行整流，输出直流电给电动汽车供电。整个移相全桥电路能够实现软开关控制，实现能量的高效传递，且利用倍增整流方式进行整流，减小了变换器的体积。但是需要增加直流偏置电源，且所用开关管数量较多，不利于动力系统的经济运行。图2-3移相全桥变换器Fig.2-3Phase-shiftfull-bridgeconverter部分氢燃料电池电动汽车的动力系统采用多个DC-DC变换器模块并联的结构，如图2-4所示，该结构能够有效提高动力系统的容量，减小开关管的电应力，并且各个模块之间互为备用电源，增加了动力系统运行的可靠性。但是并联运行的模块增加了并联系统均流的问题，增加了动力系统的体积，不利于整个系统的安全运行。图2-4多模块并联DC-DC变换器Fig.2-4Multi-moduleparallelconnectionDC-DCconverter
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于电感电流反馈的双向DC-DC变换器下垂控制[J]. 杨翔宇,肖先勇,马俊鹏,李媛. 中国电机工程学报. 2020(08)
[2]双向全桥串联谐振DC/DC变换器回流功率特性优化[J]. 杨博,葛琼璇,赵鲁,周志达. 中国电机工程学报. 2019(23)
[3]氢燃料电池电动汽车技术[J]. 魏兆平. 中国汽车. 2019(09)
[4]双移相加变频控制的隔离型双向AC/DC变换器控制策略[J]. 周一雄,秦文萍,王祺,任春光,韩肖清. 电网技术. 2019(05)
[5]电动汽车双向DC-DC变换器约束模型预测控制研究[J]. 肖智明,陈启宏,张立炎. 电工技术学报. 2018(S2)
[6]氢燃料电池的应用研究[J]. 王东霖. 中国新通信. 2018(22)
[7]新型无无功环流的双向隔离型DC/DC变换器[J]. 郭洪玮,吴学智,王伟,荆龙,王旭亮,武文. 中国电机工程学报. 2018(S1)
[8]一种新型双环控制并联均流稳压电路[J]. 苏少侃,彭勃,王立伟,郑炜,常涛,陈明阳. 空间控制技术与应用. 2018(04)
[9]氢燃料电池应用进展[J]. 徐自亮,余英,李力. 中国基础科学. 2018(02)
[10]氢燃料电池汽车产业链发展研究[J]. 裴冯来,高怡晨,郭则新. 质量与标准化. 2018(01)
本文编号：2998408
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