混合电动汽车辅助储能系统的研究

针对混合电动汽车在城市交通中频繁加速减速的特点,设计了基于超级电容储能的电动汽车辅助储能系统,选择两相交错式半桥拓扑双向DC/DC变换器作为超级电容的充放电电路.重点设计双向DC/DC变换器对超级电容的充放电控制,采用平均电流控制的两个电感电流内环和一个电压外环的控制策略,并对电动汽车辅助储能系统进行了Simulink仿真,从而有效验证了超级电容在电动汽车中应用的优势.     

电动汽车用DC/DC变换器模糊自整定PI控制

以提高电动汽车控制性能为目标,对电动汽车控制系统的双向DC/DC变换器和电机驱动器的基本组成电路--降压斩波电路和升压斩波电路进行了研究,搭建了DC/DC变换器实验台,设计了模糊自整定PI控制器,并通过实验验证了该控制器的良好控制效果.     

纯电动汽车复合储能系统及其能量控制策略

针对纯电动汽车行驶里程不足、蓄电池使用寿命短等问题,研究了由蓄电池、超级电容和双向DC-DC变换器组成的复合储能系统。为实现能量的合理分配,分别制定了逻辑门限控制策略和模糊控制策略。利用电动汽车仿真软件搭建了整车仿真模型,从而进行仿真研究。得出复合储能系统中蓄电池电流、超级电容电流和蓄电池荷电状态特性曲线,并与蓄电池单独供电的仿真结果进行对比。为验证复合储能系统控制策略的可行性和有效性,搭建了复合储能系统实验平台,对纯电动汽车的驱动与制动过程进行实验研究。仿真和实验结果表明复合储能系统及其控制策略能有效地降低蓄电池充放电电流,回收制动能量,提高纯电动汽车行驶里程。     

带超级电容储能的双向DC/DC变换器实验平台

为便于学生学习和分析《电力电子技术》课程中的DC/DC变换技术,加强实践能力培养,注入科研思想,搭建了基于储能的双向DC/DC变换器实验平台。储能单元由超级电容器模组构成,双向DC/DC变换器融合Buck降压电路和Boost升压电路。仿真系统由PSIM软件搭建而成,实验平台通过数字信号处理器DSP28335构成的控制器完成电量采样、数据处理、脉冲输出等工作。仿真和实验平台的搭建与分析,实现了系统能量的双向传递和稳定输出,直观地展示了系统的工作过程和控制目标。通过一系列的训练,该平台能够有效提升学生的应用实践能力、创新实践能力和科研分析能力。     

一种新型扩展维持时间前端电压变换器

针对一次AC/DC电源系统中维持时间需求的问题,提出了一种充分利用储能电容的储能作用,扩展维持时间的前端电压变换器.在市电正常时,该电路工作在传统的功率因数校正(PFC)AC/DC模式,当市电断电时,则切换到维持时间DC/DC升压模式.推导出了维持时间模式下的维持时间与电容储能的关系.变换器结构简单,两种工作模式只需要一个控制系统.在一台2300W整流模块电源上的试验结果表明,提出的电路比传统电路能够扩展维持时间达2.5倍,证明电路是正确有效的.     

有源箝位PWM技术在轮毂电机EV中的应用

电动汽车(Electric Vehicle,简称EV)开关电源升压电路的开关动作会带来诸如开关损耗、传统升压电路的升压变换比低等一系列问题.针对这些问题,提出将一种有源箝位电流馈电半桥变换器电路拓扑应用到EV中,并对该电路拓扑做了模态分析和小信号建模,以论证该电路的可靠性和可行性.对电路进行了仿真分析,并设计了一个功率变换器进行了实验.实验结果显示,该电路拓扑可以实现升压电路的软开关动作和电压的高变换比转换.     

微网储能系统的模糊控制策略研究

介绍了一种以蓄电池和超级电容作为储能装置的微网储能系统模糊控制策略。为了保证系统的稳定性,微网电压必须在突加负载作用下保持在一定的数值范围内。为了满足该要求,提出了基于并联双向DC/DC变换器的主电路结构。该电路在直流母线侧并联连接2个双向DC/DC变换器,且使用模糊控制策略对其进行控制。仿真结果表明,该主电路结构及控制策略能够有效地解决微网电压的稳定问题。     

高反向电压增益LLC谐振双向DC/DC变换器研究

针对LLC谐振槽双向DC/DC变换器反向运行归一化电压增益小于1,致使正向运行输入电压范围受限的问题,提出了一种新型反向运行升压驱动方式。该升压驱动方式通过在恰当时间开通整流开关管构造出谐振元件储能回路,实现最大归一化增益为2的升压。介绍了该双向LLC谐振变换器的工作原理,细致分析了反向工作过程,并在Matlab中进行建模仿真和验证。样机测试结果表明,该双向LLC谐振变换器正向运行效率高,反向运行时多数开关管保持了软开关、实现了高效率。     

基于单体光伏/单体储能电池模组的新型光伏储能发电系统

传统光伏储能发电系统都是由光伏阵列和储能电池组构成的,但这种结构易受光伏电池阴影效应及储能电池均衡性问题的影响。基于此,提出了一种由单体光伏电池和单体储能电池构成的新型光伏储能发电系统。该系统中,单体光伏电池和与之电压、容量匹配的单体储能电池构成光伏储能模组,一定数量的模组串联后组成串联支路,经升压型DC/DC电路汇流至直流母线,多个串联支路并联后向直流负载或经逆变器向交流负载供电。通过监测光伏电池、储能电池的电压电流,光伏储能模组能够在5种工作模式间切换以实现模组内的“自治”控制;同时,通过监测DC/DC变换器的输入电压,实现了光伏储能模组投入与切出的支路级控制。以太阳能的利用效率为衡量标准,提出了一种模组内光伏电池电压,参数的选择方法。最后,建立了新型发电系统的仿真模型,从原理上通过仿真验证了该光伏储能发电系统的可行性和有效性。     

一种含有倍压单元的高升压变换器?

传统升压变换器由于自身电路结构的限制,在需要高升压场合,容易出现极限占空比的情况.针对现有缺陷,文章提出了一种高增益、高效率的 DCＧDC变换器———含有倍压单元的高升压变换器.该变换器结合耦合电感, 具有升压等级高、调压自由度好、开关管电压应力低等优点,适用于高电压增益场所.文章分析了电路稳态时的工作原理以及工作过程,并经过仿真验证理论分析的正确性.最后,搭建实验样机,验证了电路工作过程的合理性,以及 电路的可实施性。     

带启动的BICMOS带隙基准电路

设计了一种基于BICMOS工艺带启动的带隙基准电路，该电路极大的提高了传统基准电路的精度和稳定性，可应用于高效同步升压或降压型DC－DC转换器电路中。使用HSPICE仿真工具进行仿真，仿真结果显示，温度在－40°C～120°C变化时，该电路的温度系数仅为8ppm/°C。     

一种再生制动控制策略的实验与仿真分析

再生制动是目前电动汽车的研究热点。以制动时电机制动转矩恒定及启动时超级电容电能优先利用为目的,设计了一种新的再生制动主电路拓扑结构和控制策略。在Simulink仿真环境下搭建系统数学模型,在理论上对再生制动系统进行仿真和研究,最后分析对比实验和仿真数据。结果表明,此再生制动控制策略在车辆制动过程中能够有效地控制电机制动转矩和回收动能,提高了电动汽车的续驶里程。     

一种新型双向DC/DC变换器的研究

针对电动车辆的车载电源设计了一种新型双向DC/DC变换器,降压采用移相全桥式ZVS-PWM功率变换,升压采用一种基于同步整流技术的DC/DCBoost功率变换。针对升压电路容易产生偏磁的问题,在线路设计过程中采用在变压器次级(高压侧)加隔直电容和采用电流控制方式来解决升压电路的偏磁问题。在此基础上研制出一台实验样机,测得的实验波形验证了该拓扑结构的可行性。     

一种非隔离型高增益DC/DC变换器仿真分析

传统的Boost、Sepic以及Cuk等基本变换器由于受到pcb板和器件的影响,升压能力受到了限制。为此提出了一种非隔离型高增益DC/DC变换器及控制方案,相较于传统变换器而言具有更高的电压增益,且电路拓扑简单,成本低。首先对所提变换器的拓扑结构进行了简要阐述,然后对变换器的工作原理以及器件的电压电流应力等进行了详细分析,最后通过仿真验证了理论分析的正确性。仿真结果表明,所提变换器可用于直流微电网、电动汽车以及燃料电池无人机等需要高升压能力的场合。     

电动汽车充电机仿真研究北大核心

电动汽车充电机为一种非线性负载,大量接入电网会给电网带来很大影响。研究了基于一种典型电动汽车实测数据的充电机仿真模型,采用Boost型APFC进行功率校正,选择隔离式全桥DC/DC变换电路,用PSCAD进行建模,仿真结果表明该模型能够较好地满足车载充电机的各项性能指标。     

超级电容储能式有轨电车充电装置研究

城轨交通直流(DC)牵引供电系统中,DC 750 V供电网通过常规降压变换器无法满足储能式有轨电车车载超级电容充电要求的电压范围(DC 500～900 V),提出一种前级DC/DC变换器升压、后级DC/DC变换器降压的两级电路拓扑,采用后级变换器功率前馈至前级变换器的控制方法,来实现两级变换器之间直流母线电压的稳定,从而得到满足超级电容充电要求的电压范围。仿真和实验结果验证了该系统的正确性和有效性。     

电动汽车用永磁无刷电机回馈制动技术研究

介绍了电动汽车用永磁无刷电机在回馈制动工况下的控制原理,对两种不同的升压斩波方法进行了分析评价,提出了一种基于电机特性的制动能量回收的控制策略.实验结果表明,该方法可简便、有效地实现电动汽车的电气回馈制动,进而提高电动汽车的能量利用率.     

带有源缓冲的单级单相电流型逆变器

为了实现单级升压逆变,提出了一种带有源缓冲的单级单相电流型PWM逆变器,及其状态量限定下的输出电压反馈复合单周期控制策略,并对构成这种逆变器的电路拓扑、控制策略、关键电路参数设计、系统建模和仿真等进行了深入分析和研究,获得了重要结论。该逆变器电路拓扑主要由储能电感、有源缓冲电路、电流型单相逆变桥构成,存在三种工作模式和四种电路模态,通过三种工作模式的灵活切换达到限定储能电感电流和缓冲电容电压等状态量的目的,通过前馈储能电感电流和反馈输出电压的复合单周期控制实现输出正弦电压的稳定。1 kVA 100 V DC/220 V 50 Hz AC逆变器的原理实验结果表明,所提出逆变器能实现单级升压逆变,具有输出电压波形质量高、负载适应能力强和动态性能好的优点。     

SPWM组合式BOOST DC/AC变换器研究

将SPWM方法引入组合式BOOST DC/AC变换器电路中,并进行电路分析与仿真.分析与仿真表明这种电路能实现DC/AC变换、升压和调压功能.这种电路可以用在非隔离式UPS、通信电源和电气传动装置中.     

基于电池电流前馈控制策略的两级式双向储能变流器控制

当下储能发展的速度以及多样性催生了多种不同电压等级的储能电池,所以能适应不同电压等级电池组的双向储能并网系统是当下分布式发电发展的关键,而由于直流的DC/DC变流器具有升压功能,所以将直流斩波与逆变背靠背设计能够满足此条件,但是由于在电池充放电过程中直流母线电压存在严重暂态波动,严重降低了储能系统的稳定性。为此本文针对背靠背的储能变流控制系统在充放电过程中所出现的暂态性提出一种基于电池参考电流前馈补偿控制策略,并采用不同电压等级的电池接入系统进行仿真验证。