混合动力汽车DC-DC变流器设计研究

【摘要】： 随着石油价格的日渐升高,环境保护观念的日益重视,混合动力汽车(HEV,Hybrid-Electric Vehicles)相关技术开始成为各方面研究的热点。混合动力汽车因其实际的需要,对混合动力汽车的变流器提出了一系列的要求,如高功率密度、宽广的输出电压范围等等。本文从实际的混合动力汽车的应用出发,设计了一种高功率密度高效率的混合动力汽车双向DC-DC变流器。 本文的设计分为四个部分。第一、拓扑讨论。从经典的双向DC-DC拓扑的连接引出两种备选拓扑。然后通过效率的分析和重量的估算,选择了方案二。第二、讨论了不同控制方式下的系统效率。通过四种不同控制方式间的对比,优选了其中效率最高的方案。第三、对不同的控制指标。进行了控制环路设计,并且通过PSPICE仿真加以验证。第四、设计主电路的空间布置和水冷散热器,实现尽可能高的功率密度。 最后,通过具体的实验,证明系统可以达到设计的效率指标,实现高功率密度和高效率。证明系统适用于混合动力汽车的应用。 【关键词】：混合动力汽车 双向DC-DC变流器
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TM46
【目录】：

• 目录4-6
• 摘要6-7
• Abstract7-8
• 第一章 绪论8-17
• 1.1 研究背景8-11
• 1.1.1 内燃机系统的缺陷8
• 1.1.2 HEV概念8-9
• 1.1.3 HEV基本结构9-10
• 1.1.4 HEV节能原理10-11
• 1.2 HEV历史和发展现状11-13
• 1.2.1 HEV发展历史11-12
• 1.2.2 本田公司和丰田公司的巨大突破12
• 1.2.3 现有市场格局12-13
• 1.3 本文研究内容13-15
• 1.3.1 HEV变流器的通用要求13
• 1.3.2 双向DC-DC变换器发展现状13-14
• 1.3.3 具体指标14-15
• 1.4 小结15-17
• 第二章 HEV变流器拓扑和控制方法选择17-32
• 2.1 HEV变流器可选拓扑17-18
• 2.2 拓扑甄选18-26
• 2.2.1 设计总述18-19
• 2.2.2 方案一优化设计19-22
• 2.2.3 方案二优化设计22-25
• 2.2.4 两种方案对比25-26
• 2.3 交错并联讨论26-31
• 2.3.1 交错并联总述26-27
• 2.3.2 方案二四重交错并联设计27-29
• 2.3.3 方案二四重和一重对比29-31
• 2.4 小结31-32
• 第三章 HEV变流器控制方式设计32-43
• 3.1 控制方式设计32-35
• 3.1.1 恒频率控制和临界模式控制对比32-33
• 3.1.2 单边工作和两边工作控制对比33-35
• 3.2 控制环设计和PSPICE仿真35-43
• 3.2.1 放电模式控制方式设计和仿真35-37
• 3.2.2 充电模式控制方式设计和仿真37-40
• 3.2.3 模式切换仿真40-43
• 第四章 HEV变流器软硬件设计43-52
• 4.1 高功率密度主电路设计43-48
• 4.1.1 主电路设计总述43
• 4.1.2 水冷散热器设计43-46
• 4.1.3 空间布置46-48
• 4.2 控制电路设计48-51
• 4.2.1 控制电路总述48-49
• 4.2.2 GAL程序设计49-50
• 4.2.3 程序流程50-51
• 4.3 小结51-52
• 第五章 实验结果52-57
• 5.1 功能实现52-53
• 5.2 效率验证53-55
• 5.3 小结55-57
• 第六章 结论和展望57-58
• 参考文献58-61
• 附录61-62
• 致谢62

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