燃料電池汽車雙輸入DC-DC變換器的研究.pdf

1、目前，針對傳統(tǒng)化石燃料不斷枯竭的能源危機以及由于大量排出的汽車尾氣對環(huán)境造成嚴重污染等現象，我國開始大力發(fā)展新能源政策。分布式能源作為新能源的一種利用方式，具有保護環(huán)境、節(jié)約能源、減少排放等諸多特點，無疑是解決問題的關鍵技術。而燃料電池作為分布式能源主要利用技術之一，又是燃料電池汽車主要的供能部分，在新能源電動汽車領域扮演著十分重要的角色。因此，對燃料電池汽車進行研究具有十分重要的科研意義。
　　本系統(tǒng)對燃料電池汽車內部所需的雙輸

2、入DC-DC變換器進行了研究。首先，針對傳統(tǒng)DC-DC變換器拓撲結構的不足，提出了一種新型DC-DC變換器的拓撲結構。該變換器是由兩個并聯的Buck-Boost變換器組合而成，燃料電池和輔助蓄電池作為變換器的雙輸入電源，實現了功率的雙向流動。因此，當汽車下坡、制動或減速過程中，多余的能量能夠回饋到蓄電池中。從而，使蓄電池彌補了燃料電池輸出特性偏軟的特點。其次，利用狀態(tài)空間平均法分別對蓄電池側DC-DC變換器和燃料電池側DC-DC變換器建

3、立數學模型。進而，提出蓄電池側電壓環(huán)控制和燃料電池側電流環(huán)控制的控制策略，得到了雙環(huán)控制參數。接著，應用Matlab/Simulink軟件對系統(tǒng)中蓄電池側放電模式和充電模式及燃料電池側放電模式進行了動態(tài)仿真，通過觀察系統(tǒng)的輸出電壓、蓄電池電荷狀態(tài)(SOC)和充電電流及電機的電樞電流的仿真波形，證明了系統(tǒng)的可行性以及運行的穩(wěn)定性。最后，本系統(tǒng)利用DSP2812搭建實驗平臺，其中包括系統(tǒng)硬件和軟件兩部分。硬件部分包括對主控單元、功率單元和檢

4、測保護單元等的設計，軟件部分利用C語言編程設計出了DSP控制程序，主要對輸出電壓Uo和輸出電流Io進行數據的采樣讀取，將讀取到的數據傳遞給閉環(huán)PI控制程序執(zhí)行，再將結果傳送到各自的控制寄存器中，通過控制PWM的占空比，實現對系統(tǒng)閉環(huán)的控制。
　　實驗及仿真結果表明:系統(tǒng)的輸出電壓、蓄電池充電電荷和充電電流以及電機的電樞電流都能達到穩(wěn)定輸出的目的;空載、正常運行和反饋制動情況下檢測時的穩(wěn)態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電壓的相對誤差率均在正常允許的范圍