近年來,由于電動汽車低排放、節(jié)能和環(huán)保的優(yōu)點,使其成為了汽車行業(yè)中新的寵兒。隨著電動汽車的蓬勃發(fā)展,其相應的充放電技術也有著日新月異的變化,充放電技術關系到電能的有效利用,因此先進的充放電技術已成為電動汽車研究的核心內(nèi)容之一。通常電動汽車車載動力電池充電機和低壓蓄電池充電器設計為分離的裝置,這種方式浪費了車載空間,推高了汽車成本。同時動力電池充電機大部分不支持能量雙向流動和V2G(Vehicle to Grid)功能,無法給用戶提供更好的使用體驗。因此本文將在國內(nèi)外電動汽車的車載動力電池充電機技術的基礎上,對相關功率電路的拓撲結構進行重用設計,設計出了具有新型組合式拓撲結構隔離型三端口DC/DC變換器的電動汽車雙向功率變換器,該變換器將原有分離的車載動力電池充電器和低壓蓄電池充電器進行復用合并,并可以實現(xiàn)動力電池給電網(wǎng)回饋電能的功能。本文首先根據(jù)雙向功率變換器比較復雜的應用場景及技術要求,選擇單相全橋AC/DC拓撲結構作為雙向功率變換器的第一級結構,選擇隔離型三端口全橋DC/DC變換器作為雙向功率變換器的第二級結構,這兩級結構在功能上相輔相成,最終實現(xiàn)所要求的功能。其次簡要的分析了雙向功率變換器在不同應用場景下所能實現(xiàn)的不同工作模式,及單相全橋AC/DC部分和隔離型三端口DC/DC變換器部分分別在不同工作模式下的工作原理和工作方式。然后根據(jù)雙向功率變換器的工作原理并結合系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)電路,建立雙向功率變換器兩級結構的數(shù)學模型,進而推導出兩級結構在不同工作模式下的傳遞函數(shù),并根據(jù)不同的工作模式提出了相應的控制算法,利用MATLAB/Simulink軟件驗證系統(tǒng)的算法及拓撲結構的正確性。最后在理論分析的基礎上,搭建出試驗樣機,并通過對硬件平臺的調(diào)試驗證雙向功率變換器的理論正確性本文設計的電動汽車雙向功率變換器,能完成三種不同的工作模式,實現(xiàn)了充放電功率電路的集成與重用。
【學位單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TM46
【部分圖文】：

電子科技大學碩士學位論文校正（Active Power Factor Correction，簡稱 APFC）和 DC/DC 變換器組成；驅動模塊中負責將動力電池中的直流電變換為交流電給電機進行驅動的變換器，主要是由 DC/DC 變換器和逆變器組成；輔助低壓電源模塊中負責將動力電池中的電能變換給低壓蓄電池進行充電的變換器，主要由一個 DC/DC 變換器構成。由此可以看出在傳統(tǒng)電動汽車電源系統(tǒng)中要實現(xiàn)能量不同方向的流動，則需要多個變換器，這使得我們在電源系統(tǒng)使用的開關器件過多、體積過大、成本過高。本論文將根據(jù)傳統(tǒng)電動汽車電源系統(tǒng)中的不足，設計電動汽車雙向功率變換器，使其能融合多種工作模式和集成電力電子器件，達到使用更少的器件來實現(xiàn)能量不同方向流動的功能。

第一章 緒論然而這種傳統(tǒng)的 OBC 拓撲結構，只具有單向的充電功能并不支持能量的雙向流動且功能單一。由于人們現(xiàn)在需要將電動汽車的充電機應用在 V2G 等能量需要在不同方向流動的場合。則傳統(tǒng) OBC 電路拓撲結構不能滿足此應用場合故需要開發(fā)高效率、高功率密度，支持能量雙向流動的電動汽車動力電池充放電設備[11]。

圖 1-2 傳統(tǒng) OBC 電路拓撲大部分的學者為了解決能量雙向流動的問題，都研究和采用了前后兩級結構（AC/DC 和 DC/DC），如圖 1-3 所示。文獻[12-15]就是采用了圖 1-3 所兩級結構，該隔離型拓撲結構利用變壓器磁耦合實現(xiàn)了電氣隔離。文獻[16-研究基于整流器的充放電機拓撲結構，在保證電網(wǎng)側高功率因數(shù)和正弦電前提下實現(xiàn)電動汽車的充放電。以上文獻雖然都研究了動力電池的充放電，但均未考慮低壓蓄電池充電的問題，故還存在一定的局限性。
【參考文獻】

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本文編號：2878635