燃料电池电动汽车车载大功率dcdc研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文捅要随着能源、环保等问题的日益突出，燃料电池电动汽车成为近年来发展迅速的一种新型汽车，是21世纪最具有发展前途的绿色清洁汽车。燃料电池电动汽车是用燃料电池替代传统的燃油作为车载能源的，然而目前的燃料电池输出特性偏软及动态性能较差的特点使得其单独作为车辆的动力源并不合适。因此一般配备辅助能源和燃料电池共同构成燃料电池电动汽车的动力系统。由于两种能源的输出电压等级不一致，故一般采用DC／DC变换器进行电压匹配和转换。本文正是以燃料电池电动汽车用大功率DC／DC转换器为研究对象，展开其

2、硬件拓扑结构分析及系统软硬件设计工作，最后对DC／DC系统进行了仿真研究，具体研究内容如下：首先对燃料电池电动汽车的多能源混合动力系统结构作了详细分析。讨论了燃料电池电动汽车的电气系统的组成，并介绍了各组成模块的结构和功能。在此基础上，重点介绍了燃料电池电动汽车车载大功率DC／DC变换器的特点和设计要求。根据燃料电池的输出特性和系统的设计要求，在比较了隔离和非隔离两种不同的解决方案后，选择ZVT-BOOST电路作为DC,rDC变换器主电路的拓扑结构，并分析了该电路拓扑结构的工作原理。以TMS320LF2

3、407ADSP为控制器核心，设计了硬件电路。对主电路的参数进行了整定，同时完成了各个控制系统外设模块和IGBT驱动电路的设计。结合TMS320LF2407ADSP的硬件资源，对燃料电池电动汽车车载大功率DC／DC变换器的控制软件系统进行了研究和设计。在介绍滑模变结构控制基本原理的基础上，针对本系统的设计，建立了燃料电池电动汽车车载DC／DC变换器的数学模型。在模型分析的基础上，提出了DC／DC变换器的滑模变结构控制方案。并用MATLAB软件对所设计的控制系统进行仿真实验，仿真结果证明了理论分析和计算的正

4、确性。本文所设计的DC／DC变换器符合燃料电池的输出特性，可以有效地提高燃料电池的工作效率，有较高的应用价值。关键词：燃料电池电动汽车，直流，直流变换器，滑模变结构控制，仿真武汉理工大学硕士学位论文ABSTRACTBecauseenergy，environmentalprotectionandotherissuesbecomemoilprominent，fuelcellelectricvehiclesinrecentyearswiththerapiddevelopmentofanewear；21stCe

5、nturyisthemostpromisinggreenCarcleaning．FuelcellelectricCarusesfuelcellstoreplacethetraditionalgasolineasenergy．However，thefuelcelloutputcharacteristicisweak,anditsdynamicperformanceisunsatisfactory，whichmakesitdon'tadapttoasingle-handedpowerSOUrCeforveh

6、icles．Sousuallyoutfitanaccessorialenergysourceswitllthefuelcellcomposedthepowersystemtogether．Becausethetwoenergysourceshavedifferentratingofvoltage，theyneedmatchingandtransformusingDC／DCconverter．ThisdissertationdiscussestheDC／DCconverterdesignappliedin

7、fuelcellelectricvehicles，analyzestheciiluittopologyanddesignsthehardwareandsoftware．Themainworkofthisdissertationisasfollows：First，thefuelcellelectricvehiclesposeamatchingenergy-hybridsystemstructureisanalyzedindetail．Theelectricalsystemcomponentofthefue

8、lcellelectricvehicleisdiscussed，andthestructureandfunctionofvariouscomponentsareintroduced．Basedonthis，thefuelcellelectricvehicleson·boardhi【gIl-powerDC／DCconverterfeaturesanddesignrequirementsareintroducedinabigway．Accord