原文传递
用于燃料电池汽车的多端口变换器研究
| 论文题名： | 用于燃料电池汽车的多端口变换器研究 |
| 关键词： | 电动汽车;燃料电池;端口变换器;软开关技术 |
| 摘要： | 随着汽车产业的发展和进步，世界各国对能源的需求量大幅度增加，多年的开采和利用造成了传统能源的严重短缺，而且环境污染也日益严重。开发和利用新能源已成为解决能源危机和环境污染的最有效途径。燃料电池作为新能源的代表，反应物为氢气和氧气，产物只有水，对环境没有污染。因此以燃料电池作为主动力源的燃料电池汽车在这种背景下应运而生，并且迅速发展。 本文对燃料电池汽车供电系统进行研究。燃料电池输出特性软，不能储存能量，动态响应速度慢，因此在燃料电池供电系统中需要配备辅助能源装置与燃料电池配合工作，以得到稳定的电能。在传统的新能源发电系统中，需要根据源和负载的数量配备多个电力电子变换装置调节功率的大小和功率流的方向，因此系统成本高、体积大并且存在稳定性问题。基于多端口变换器的新能源联合发电系统，能够对多种能源进行集中控制，提高联合供电系统的功率密度以及整体性能，因此有必要对其进行研究。针对多端口交换器展开研究工作。首先介绍了燃料电池发电装置的基本发电原理、储能装置的特点以及基于多端口变换器的新能源联合供电系统架构;对现有的多端口变换器进行分析研究，对比国内外迄今为止提出的多种多端口变换器拓扑的优缺点，最后选择三主动全桥变换器作为本文的研究对象;深入分析三主动全桥变换器的拓扑结构、工作原理、换流过程及功率特性;为提高变换器的工作效率，研究了三主动全桥变换器软开关实现条件，对电路参数设计起到了一定的指导意义。研究了燃料电池-超级电容联合发电系统的能量管理策略，结合燃料电池和超级电容的特点，采用瞬时补偿功率管理方式，实现燃料电池和超级电容的优势互补;针对启动、匀速、制动模式，三主动全桥电路只有两个端口参与工作，另一个端口处于闲置状态的情况，本文利用电路的功率输出特性，提出了闲置端口的控制方法，从控制上实现端口闲置，减少机械元件的使用。最后设计了一台500W的原理样机，对软开关实现条件和闲置端口的控制策略进行验证。仿真和实验结果均表明电路设计是合理的，软开关特性分析是正确的，闲置端口的控制方法是有效的。 |
| 作者： | 苗静 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 游小杰;李艳 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
