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电动汽车用三端口隔离式双向DC-DC变换器的研究
| 论文题名： | 电动汽车用三端口隔离式双向DC-DC变换器的研究 |
| 关键词： | 电动汽车;DC-DC变换器;混合储能 |
| 摘要： | 多端口DC／DC可用于混合能量系统中连接不同的电源和储能装置,已成为近年来DC／DC变换器研究的热点。本文以电动汽车为应用背景,采用蓄电池和超级电容器混合储能实现电动汽车刹车制动时能量的回馈。 主拓扑采用三全桥双向DC／DC变换器来作为蓄电池-超级电容器的混合储能接口电路。为了减小蓄电池和超级电容器充放电的电流纹波,采用电流型全桥单元连接变压器三个端口,即电流型三全桥双向DC／DC变换器。由于传统的控制方式是采用变压器各个端口电压波形的移向角来控制三端口功率传送的大小和方向,超级电容器端电压变化范围较大,使得系统调节和软开关性能受到很大影响。因此提出采用超级电容器侧占空比加移相角的控制方式。 首先根据双全桥(DAB)DC／DC变换器中变压器两侧矩形电压波形的占空比D和移向角φ的大小将DAB变换器分为三种不同的工作模式,并分析计算出每种模式下变压器漏感电流和所传输的功率大小和软开关条件。在对DAB变换器分析的基础上引出三全桥(TAB)DC／DC变换器的四种工作模式,即双内部模式、内外部模式、外外部模式和外内部模式。对TAB变换器在双内部模式下的稳态和动态性能进行分析,通过仿真软件Saber2007对稳态工况和软开关特性进行了仿真研究。 根据一个周期内的TAB变换器的工作模态,用状态空间平均建模法建立三全桥DC／DC变换器的状态空间平均模型,并在此基础上求得D=1情况下变换器的小信号模型和小信号传递函数。设计电流内环解耦网络以实现对两个输入电感电流的独立控制,进行三全桥DC／DC变换器控制系统的设计并使用Matlab／simulink搭建闭环模型,进行仿真。 最后根据仿真和分析的要求,进行三全桥DC／DC变换器硬件电路设计。研制出以TMS320LF2407A型DSP芯片为控制内核,功率为1.6kW的数字移相控制三全桥DC／DC变换器实验平台,对变换器系统进行实验研究。验证了上述对三全桥DC／DC变换器的分析结果。 论文中还对一些有待继续研究的问题提出了设想。 |
| 作者： | 郭海滨 |
| 专业： | 控制理论与控制工程 |
| 导师： | 张崇巍;张兴 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 合肥工业大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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