基于纯电动汽车的双输入双向DC_DC变换器设计.pdf

本文主要探讨了基于纯电动汽车的双输入双向DC/DC变换器设计，旨在解决单输入变换器在复合电源系统中的稳定性问题以及多个单输入变换器带来的结构复杂性和可靠性降低的缺点。双输入双向DC/DC变换器通过结合蓄电池和超级电容两种能源，优化了电动汽车的动力性能，延长了蓄电池的使用寿命。 纯电动汽车的主要动力源是蓄电池，然而，蓄电池在充电时间、使用寿命和短时间功率输出方面存在不足，特别是在车辆加速和爬坡时无法提供足够的功率。相比之下，超级电容具有较高的比功率和较大的一次充电能量，可以补充蓄电池的不足，并能在汽车减速和下坡时吸收制动能量。因此，将蓄电池和超级电容作为双输入电源组成复合电源系统是提高电动汽车性能的有效方法。 文章提到了四种常见的复合电源系统拓扑结构：蓄电池与超级电容直接并联、蓄电池与双向DC/DC串联再与超级电容并联、超级电容与双向DC/DC串联再与蓄电池并联，以及蓄电池、超级电容分别与双向DC/DC串联再与负载相连。每种结构都有其优缺点，例如，直接并联结构虽然简单，但可能导致超级电容无法充分发挥其瞬时功率输出的优势；而串联结构虽然能改善输出特性，但可能带来系统不稳定的问题。 为了解决上述问题，文章提出了采用一个双输入双向DC/DC变换器的新设计方案。这个变换器将蓄电池和超级电容结合在一起，既保证了输出电压的稳定性，保护了蓄电池，延长了其使用寿命，又简化了系统结构，提高了整体的可靠性。通过仿真验证，该变换器能够满足纯电动汽车在不同工况下的需求。 文章进一步分析了在特定工况下，如加速、爬坡、减速和下坡时，双输入双向DC/DC变换器如何工作，以确保能量的高效利用和系统的稳定运行。这种设计对于优化电动汽车的能量管理，提升驾驶体验，以及实现更高效的能源回收具有重要意义。 总结来说，基于纯电动汽车的双输入双向DC/DC变换器设计是一种创新的解决方案，它融合了蓄电池和超级电容的优点，解决了现有电源系统的问题，有助于推动新能源汽车技术的发展。这项工作为电动汽车的电源管理系统提供了理论依据和技术支持，对于提升电动汽车的整体性能和可持续性具有深远影响。