用于电动汽车的双向DC-DC变换器设计

作     者：董祺禹 

作者单位：东北石油大学 

学位级别：硕士

导师姓名：付光杰;刘文福

授予年度：2020年

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

主      题：电动汽车电气系统 双向DC-DC变换器 双闭环 模糊PI控制 

摘      要：现如今,随着科学技术的不断进步,汽车已经成为使用一般家庭使用最广的代步工具。然而汽车数量的急速增多随之而来的就是传统能源的快速消耗以及对环境的污染已经成为迫在眉睫的问题。随着电动汽车的快速发展并逐步进入居民生活中,为了提升电动汽车的整体性能、蓄电池的使用寿命,双向DC-DC变换器由于其能够实现能量双向流动、能量的合理使用等优点在电动汽车电气系统中成为了不可或缺的模块。本文选用蓄电池和超级电容组合为复合供电模块的电气系统,选用四相交错并联型DC-DC变换器作为拓扑结构,并探讨了变换器在不同控制方法下的工作状态。本文首先对电动汽车电气系统内的主要模块进行了介绍,通过系统上的设计要求对常见的双向DC-DC变换器进行了介绍,通过是否存在电气隔离分为两大类,并对各个拓扑结构的优缺点进行对比分析,最终选取了四相交错并联型的拓扑结构,通过电感连断续升降压的不同模式下对其工作状态进行分析,并对开关管和主要参数进行设计。随后在控制方法上选用电压外环、电流内环的双闭环控制策略,考虑到传统双闭环在响应速度上的缺陷,设计了一个模糊PI控制器引入控制系统内。通过MATLAB/Simulink进行仿真,经过与传统PI控制策略的对比,验证了在双闭环控制中引入模糊控制策略的优势,动态响应速度更快,更适合工作于双向DC-DC变换器这种非线性的工作环境。