用于电动汽车的双向DC_DC变换器研究与仿真.doc

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1、摘要随着能源、环保等问题的日益突出，电动汽车成为近年来发展迅速的一种新型汽车，是21世纪最具有发展前途的绿色清洁汽车。电动汽车是用电池替代传统的汽油作为车载能源的，然而在现有的技术条件下，动力电池的性能是电动汽车发展的主要瓶颈。双向DC-DC变换器可以优化电动机控制、提高电动汽车整体的效率和性能。针对双向DC-DC变换器存在的开关损耗高等问题，本文研究了一种隔离型双向软开关DC-DC变换器。在介绍变换器工作原理的基础上，本文着重分析了电压、电流的变化规律，特别是推导出各开关元件实现软开关的条件及其数学表达式，并得到了

2、实现软开关的通用条件。最后通过Saber软件对电路在两种模式下的稳态工况和软开关特性进行仿真研究，仿真结果证明根据该通用条件设计的变换器能够在大负载围实现软开关。关键词：双向DC-DC变换器；PWM控制；移相控制；软开关ABSTRACTElectricVehicle(EV)becomesakindofnew,fast-developingvehicleinthelastyears,whichhasthebestfutureasagreenvehicle,astheproblemsofenergyandenvironm

3、entarebecomingmoreandmoreseriousinthe21stcentury.TheenergyinEVisprovidedbystoragebatteriesinsteadoftraditionalgasolineandthedevelopmentofEVarelimitedbythecapacityofitsstoragebatterieswithcurrenttechnologies.Itcanimprovetheperformanceofthestoragebatteriesandthew

4、orkingefficiencyofdrivingsystemsbyusingbidirectionalDC/DCconverterinElectricVehicleatpresent.Asoftswitchingbi-directionalDC/DCconverterwasdevelopedtoreduceswitchinglosses.Operationprincipleoftheproposedconverterisintroduced.Thesoftswitchingprincipleisalsointrod

5、ucedbriefly.Onthebasisoftheoperationalanalysis,thecharacteristicofthevoltageandcurrentisillustratedandtheZVSconditionsofthedifferentswitchesarealsogivenindetail.Whatismore,theformulaoftheuniversalZVSconditionforalltheswitchesisspeciallydeducedtosimplifythefourZ

6、VSconditionsintooneformulafortheconvenienceofthedesign.Andthesteadystateconditionsandsoftswitchingcharacteristicofthecircuitinthosetwooperatingmode，aredemonstratedbytheSaber,experimentalresultsobtainedfromtheconverterareshowntoverifythevalidityoftheuniversalZVS

7、condition.Keywords:Bi-DirectionalDC/DCconverter;PWMcontrol;Phase-shiftcontrol;Softswitching目录第一章绪论11.1课题背景和意义11.2双向DC-DC变换器概述21.2.1双向DC-DC变换器的原理21.2.2双向DC-DC变换器的拓扑结构31.2.3双向DC-DC变换器的控制方式51.3双向DC-DC变换器在电动汽车上的应用61.4论文的主要研究容和结构9第二章双半桥双向DC-DC变换器工作原理与结构分析112.1电动汽车双向

8、DC-DC变换器112.1.1燃料电池电动汽车能量管理系统112.1.2蓄电池燃料电池电动汽车动力系统工作模式分析122.2双半桥双向DC-DC拓扑结构的选择与分析122.2.1主功率拓扑的选择122.2.2控制方案选择132.2.3拓扑电路的分析132.3变换器等效电路142.4变换器换流分析162.4.1正向工作模式162.4.2反向工作模