基于滑模控制电动汽车双向DC/DC变换器的研究
发布时间：2021-11-23 18:57
随着汽车工业的飞速发展,能源短缺与环境污染等问题变的愈发严重,因此发展电动汽车已然成为世界汽车工业发展的必然趋势。但是,电动汽车的能源问题一直是影响电动汽车发展的重要因素,由于以单一的蓄电池作为电动汽车的能量来源有着很多的缺陷,因此由蓄电池,超级电容和双向DC/DC变换器构成的辅助动力系统能够更好地满足电动汽车对能量的需求。而双向DC/DC变换器能够使能量进行双向传输并改变电压等级,在电动汽车辅助动力系统中有着不可或缺的作用。本文先是介绍超级电容与动力电池的工作特性,阐述了双向DC/DC变换器在电动汽车辅助动力系统中的作用。依据电动汽车对双向DC/DC变换器的要求,对比不同变换器拓扑的各项参数,确定采用非隔离式双向半桥拓扑。为了减小电感电流纹波,提升功率等级,采用了两相交错并联结构,最终确定变换器主拓扑为两相交错式双向半桥结构。为了降低开关损耗,应用了控制型软开关技术。详细分析基于软开关技术双向DC/DC变换器的工作原理,给出软开关技术的实现条件。其次,对双向DC/DC变换器的Boost模式与Buck模式分别进行小信号建模,推导出两种模式下电压与占空比和电流与占空比的传递函数。根据电动...
【文章来源】：哈尔滨理工大学黑龙江省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
隔离驱动电路
第4章双向DC/DC变换器软硬件设计-40-GND1234P24Header4+15V-15V5.1KR155.1KR175.1KR165.1KR185.1KR1910ΩR204.7nfC30Cap4.7nfC434.7nfC124.7nfC13GND+15V-15VGNDOUTI10KR134.7nfC10GND0R14104C15104C14GNDOUTA1INA-2INA+3VEE4INB+5INB-6OUTB7VCC8U3TL082Ab)电流调理电路图4-4电流采样调理电路Fig.4-4Circuitofcurrentsamplingconditioning4.2.5辅助电源电路驱动电路的电源电路如图4-5所示，其拓扑采用的是反激隔离变换器，该拓扑中具有变压器，可以实现电气隔离，使变换器具有更高的可靠性。控制芯片为安森美公司的UC2845，变换器输入电压为20V，输出端加入稳压二极管，输出端电压为+15V与-5V，为驱动电路提供正负电源。图4-5驱动电路的电源电路Fig.4-5Circuitofdrivecircuitofpower电压电流采样调理电路的电源电路如图4-6所示，该电路主要为运算放大器与电流霍尔传感器供电，输入电压为5V，输出电压为+15V与-15V。电源模
哈尔滨理工大学工程硕士学位论文-48-图5-1Boost模式双向DC/DC变换器仿真模型Fig.5-1SimulationmodelofBoostmodebidirectionalDC/DCconverter在输入电压为250V时，图5-2为500V输出电压波形，从图中可以计算出超调量40V，调节时间为0.03s，图5-3为600V输出电压波形，该波形超调量为20V，调节时间为0.02s。在Boost模式下，该变换器能够输出需求的电压值并具有良好的动态响应特性。图5-4为输出电压的电压纹波，纹波的峰峰值为4.3V，纹波率为0.7%，满足本文纹波率为2%的要求，变换器输出的电能具有良好的质量。t/sU/V图5-2输出电压为500V时电压波形Fig.5-2Voltagewaveformwhentheoutputvoltageis500V
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种多谐振隔离双向DC-DC变换器[J]. 王萍,陈博,王议锋,张书槐,杨良. 电工技术学报. 2019(08)
[2]用于混合动力汽车的软开关双向DC/DC变换器[J]. 王少鹏,张安堂,王君力. 重庆大学学报. 2018(04)
[3]基于模糊PI的复合电源双向DC-DC变换器研究[J]. 刘恩杰,孙运全,杨晨. 信息技术. 2018(03)
[4]应用于超级电容双向DC/DC变换器的鲁棒控制[J]. 窦晓波,全相军,陈峰,吴在军,顾伟. 中国电机工程学报. 2018(01)
[5]浅谈汽车尾气排放问题及节能减排的方法[J]. 甘星星. 内燃机与配件. 2018(01)
[6]一种非隔离交错工作的高降压比DC-DC功率变换器[J]. 刘俊峰,胡仁俊,曾君. 电工技术学报. 2018(20)
[7]双向隔离型DC-DC变换器的双移相优化控制[J]. 王毅,许恺,陈骥群. 电机与控制学报. 2017(08)
[8]基于Z源变换器的电动汽车超级电容-电池混合储能系统[J]. 胡斯登,梁梓鹏,范栋琦,周晶,何湘宁. 电工技术学报. 2017(08)
[9]用于电动汽车的交错并联软开关双向DC/DC变换器[J]. 周美兰,田小晨. 哈尔滨理工大学学报. 2016(04)
[10]基于移相全桥的串联升压式部分功率DC-DC变换器[J]. 陈桂鹏,邓焰,董洁,崔文峰,何湘宁. 电工技术学报. 2015(19)
硕士论文
[1]车载交错并联双向DC/DC变换器模糊滑模控制研究[D]. 王鑫晨.南京师范大学 2018
[2]电动汽车中双向DC/DC变换器研究[D]. 陈显东.西华大学 2018
[3]双向DC/DC变换器控制策略优化及其模块化研究[D]. 党元浩.哈尔滨工业大学 2017
[4]DC-DC变换器系统滑模控制方法研究[D]. 张璐.东南大学 2017
[5]电动汽车的双向DC-DC变换器的研究[D]. 陈建龙.哈尔滨工业大学 2015
[6]用于电动汽车的交错并联双向DC/DC变换器设计[D]. 孙文.浙江大学 2012
本文编号：3514467
【文章来源】：哈尔滨理工大学黑龙江省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
隔离驱动电路
第4章双向DC/DC变换器软硬件设计-40-GND1234P24Header4+15V-15V5.1KR155.1KR175.1KR165.1KR185.1KR1910ΩR204.7nfC30Cap4.7nfC434.7nfC124.7nfC13GND+15V-15VGNDOUTI10KR134.7nfC10GND0R14104C15104C14GNDOUTA1INA-2INA+3VEE4INB+5INB-6OUTB7VCC8U3TL082Ab)电流调理电路图4-4电流采样调理电路Fig.4-4Circuitofcurrentsamplingconditioning4.2.5辅助电源电路驱动电路的电源电路如图4-5所示，其拓扑采用的是反激隔离变换器，该拓扑中具有变压器，可以实现电气隔离，使变换器具有更高的可靠性。控制芯片为安森美公司的UC2845，变换器输入电压为20V，输出端加入稳压二极管，输出端电压为+15V与-5V，为驱动电路提供正负电源。图4-5驱动电路的电源电路Fig.4-5Circuitofdrivecircuitofpower电压电流采样调理电路的电源电路如图4-6所示，该电路主要为运算放大器与电流霍尔传感器供电，输入电压为5V，输出电压为+15V与-15V。电源模
哈尔滨理工大学工程硕士学位论文-48-图5-1Boost模式双向DC/DC变换器仿真模型Fig.5-1SimulationmodelofBoostmodebidirectionalDC/DCconverter在输入电压为250V时，图5-2为500V输出电压波形，从图中可以计算出超调量40V，调节时间为0.03s，图5-3为600V输出电压波形，该波形超调量为20V，调节时间为0.02s。在Boost模式下，该变换器能够输出需求的电压值并具有良好的动态响应特性。图5-4为输出电压的电压纹波，纹波的峰峰值为4.3V，纹波率为0.7%，满足本文纹波率为2%的要求，变换器输出的电能具有良好的质量。t/sU/V图5-2输出电压为500V时电压波形Fig.5-2Voltagewaveformwhentheoutputvoltageis500V
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种多谐振隔离双向DC-DC变换器[J]. 王萍,陈博,王议锋,张书槐,杨良. 电工技术学报. 2019(08)
[2]用于混合动力汽车的软开关双向DC/DC变换器[J]. 王少鹏,张安堂,王君力. 重庆大学学报. 2018(04)
[3]基于模糊PI的复合电源双向DC-DC变换器研究[J]. 刘恩杰,孙运全,杨晨. 信息技术. 2018(03)
[4]应用于超级电容双向DC/DC变换器的鲁棒控制[J]. 窦晓波,全相军,陈峰,吴在军,顾伟. 中国电机工程学报. 2018(01)
[5]浅谈汽车尾气排放问题及节能减排的方法[J]. 甘星星. 内燃机与配件. 2018(01)
[6]一种非隔离交错工作的高降压比DC-DC功率变换器[J]. 刘俊峰,胡仁俊,曾君. 电工技术学报. 2018(20)
[7]双向隔离型DC-DC变换器的双移相优化控制[J]. 王毅,许恺,陈骥群. 电机与控制学报. 2017(08)
[8]基于Z源变换器的电动汽车超级电容-电池混合储能系统[J]. 胡斯登,梁梓鹏,范栋琦,周晶,何湘宁. 电工技术学报. 2017(08)
[9]用于电动汽车的交错并联软开关双向DC/DC变换器[J]. 周美兰,田小晨. 哈尔滨理工大学学报. 2016(04)
[10]基于移相全桥的串联升压式部分功率DC-DC变换器[J]. 陈桂鹏,邓焰,董洁,崔文峰,何湘宁. 电工技术学报. 2015(19)
硕士论文
[1]车载交错并联双向DC/DC变换器模糊滑模控制研究[D]. 王鑫晨.南京师范大学 2018
[2]电动汽车中双向DC/DC变换器研究[D]. 陈显东.西华大学 2018
[3]双向DC/DC变换器控制策略优化及其模块化研究[D]. 党元浩.哈尔滨工业大学 2017
[4]DC-DC变换器系统滑模控制方法研究[D]. 张璐.东南大学 2017
[5]电动汽车的双向DC-DC变换器的研究[D]. 陈建龙.哈尔滨工业大学 2015
[6]用于电动汽车的交错并联双向DC/DC变换器设计[D]. 孙文.浙江大学 2012
本文编号：3514467
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