复合电源用双向DC/DC变换器的选型与设计

为了实现复合电源中超级电容器与蓄电池的有机匹配,改善蓄电池的性能和延长其使用寿命,本文提出了一种新型的具有升降压功能的双向DC/DC变换器,使复合电源系统在对外充放电过程中,超级电容器与蓄电池的功率按电池"最佳"工作状态进行分配。通过分析论证和实际电路测试,双向DC/DC变换器能够满足超级电容器与蓄电池的良好匹配,实现了复合电源系统的稳定工作。     

一种超级电容器—蓄电池混合储能系统控制方法

设计了基于Boost功率变换器的超级电容器—蓄电池并联控制系统,提出了一种变增益的单极点—单零点补偿网络作为电流控制器,直接对蓄电池放电电流进行恒流控制,消除了超级电容器端电压变化对系统的影响。通过对开环系统的bode图分析,论证了控制系统的稳定性及动态性能。仿真结果验证了该并联控制方法可以实现两种储能元件的优势互补,并能优化蓄电池的放电电流。     

混合动力汽车复合电源的设计

在运用混合动力汽车(HEV)电池和超级电容(UCs)的基础上,设计了一种新型的超级电容-蓄电池复合电源的HEV控制系统(包括一个DC-DC转换器)。在高功率需要时,UC通过DC-DC与电机相连。实验结果表明,该复合电源电动车能兼顾蓄电池和超级电容的优点,可以更好地满足电动车启动和加速性能的要求,并能提高电动车制动能量回收的效率,增加续驶里程,降低了起动污染物的排放,提高了燃油的经济性。     

基于超级电容与蓄电池复合动力电源的研究

作为化学储能的主要方式,蓄电池在功率密度、充电速度、能量转换效率、寿命等方面存在着严重的不足,致使许多以蓄电池为主动力的新型产业存在着技术瓶颈。而超级电容作为一种新型的储能方式,恰恰在这些方面具有优良的特性,与蓄电池形成了良好的性能互补。通过分析这两种电池的基本性能,设计了以蓄电池为主动力系统,以超级电容器为辅助动力系统的复合电源,阐述了复合电源的拓扑结构及功率分配控制方法。研究结果表明:采用复合电源工作的电源设备,相比于单一蓄电池电源的情况,具有更好的动力性和可靠性,同时还具有蓄电池的保护作用,有效地提高了系统的寿命。     

混合动力系统中的超级电容充放电变换器

超级电容器具有功率密度大等优点,已成为混合动力系统中必不可少的储能元件。将双向Boost/Buck变换器应用于对混合动力系统中超级电容器的充放电控制,采用直接导通时间控制超级电容器的恒流充放电。实验通过对二氧化钌为主要电解质的超级电容器测试,验证了原理的可行性。     

基于HEV再生制动超级电容参数研究

受体积限制,混合动力电动汽车携带的动力型蓄电池数量有限,且蓄电池功率密度较低,导致其一次充电行驶里程相对较短。为提高能源利用率,延长混合动力电动汽车的一次充电续驶里程,提出了基于DSP2812复合电源驱动系统,并根据制动模型设计了复合电源系统超级电容的参数,并对复合能源系统进行了实验研究。     

电动汽车复合电源系统仿真研究

当前,电动汽车用蓄电池的比能量和比功率还不能达到理想的要求,将超级电容引入到电动汽车的储能系统中,构建超级电容—蓄电池复合电源系统,利用超级电容高功率密度特性弥补蓄电池的不足。综合考虑运用两种储能系统的优缺点,解决了电动汽车续驶里程与加速爬坡性能之间的矛盾。在MATLAB/Simulink环境下对复合电源系统中重要模块进行仿真,测试结果显示,采用超级电容—蓄电池的复合电源系统能发挥其高能量密度和高功率密度特性,从而提高车辆的动力性能和能量利用率。     

超级电容器-电池复合脉冲电源系统的试验研究

超级电容器是能量密度和功率密度介于电池和静电电容器之间的新型储能元件，在作为能量储存元件应用于脉冲电源方面有独特的优势。该文采用超级电容器和电池组成复合能源系统，研究了其用作脉冲功率源的特性。研究表明，这种复合电源系统的工作过程是：当回路导通时，电池和超电容同时提供负载电流，回路断开时，电池对超电容充电；采用超级电容器可补偿电池电流，缓解电池输出大电流的压力，并使得电池端电压下降减少，内部损耗减少，进而增加电容器的寿命；超级电容器对电池的补偿作用与脉冲占空比、脉冲周期、超级电容器的内阻、电池内阻、电容器容量和数量有密切关系。占空比增大时，电池电压降落增大，超级电容器提供的电流减少，电池的负担增大，但并联超级电容器对降低电池电压降落的改善更加明显；并联的超级电容器数目增大，提供的电流也增大。     

双向双重DC/DC变换器及其在超级电容储能系统中的应用

针对大型集装箱起重设备的工作特点,以提高起重设备工作效率和节能环保为目的,提出采用超级电容器和双向双重DC／DC变换器来完成能量的储存及转换功能。并设计了基于单片机的软硬件系统,实现了对系统的检测与控制策略。     

超级电容器蓄电池混合电源性能研究

超级电容器蓄电池混合电源能充分发挥蓄电池比能量大和超级电容器能快速充放电、循环寿命长的优点,能显著提高电源的峰值输出功率。建立了超级电容器蓄电池混合电源的数学模型,系统地分析了影响超级电容器蓄电池混合电源峰值输出功率的因素,并通过实验对超级电容器蓄电池混合电源的峰值输出功率性能进行了验证。分析和实验结果表明:超级电容器蓄电池混合电源的峰值输出功率与脉动负载的占空比、脉动负载的周期、超级电容器的内阻、蓄电池的内阻、超级电容器的容量、超级电容器的并联支路数有着密切的关系。超级电容器蓄电池混合电源的峰值输出功率比蓄电池有了显著的提高。     

电动汽车复合能源系统设计

为解决燃油汽车带来的环境、能源等负面问题,推进新能源在汽车领域的应用逐渐成为人们关注的焦点。文中基于太阳能电池、超级电容和蓄电池3种能量源,对电动汽车复合能源系统进行了研究。针对各能量源的特性设计了基于Boost电路的最大功率点跟踪控制器以及连接超级电容与直流总线的电流双象限DC/DC变换器,并通过MATLAB仿真工具箱对其进行了仿真,进而确定了电路参数。同时,基于电流约束设计了系统的总体控制策略,并进行了相关测试。实验结果表明,复合能源系统可对太阳能电池进行最大功率点跟踪,而且巧妙融合了超级电容的高比功率以及蓄电池高比能量的特点,有效缩短了蓄电池大电流放电的时间,改善了电动汽车启动及加速时的性能。     

混合动力电动车用高效双向直流变换器的设计

针对传统以蓄电池为动力的电动车存在的问题,提出以超级电容加双向DC-DC变换器为辅助动力源的方案。该方案在弥补蓄电池缺陷的同时,提高了整个系统的能源利用效率,并增加了电动车的续驶里程。在简要介绍了超级电容储能系统的基础上,主要研究和设计了系统中的核心部件—双向DC-DC变换器,分析了双向DC-DC变换器的工作模式和控制策略,并对双向变换器进行了软开关分析。Matlab仿真所得的相应波形验证了方案的有效性。     

一种数字化三相双向DC/DC变换器的设计

提出了一种数字化三相双向DC/DC变换器的设计.该变换器适用于中、大功率场合,采用移相控制,具有隔离和大变比的特点,可实现大功率和高效率.在简要介绍变换器工作原理的基础上,重点介绍了监控系统串口/USB通信接口、CAN总线通信接口、Internet/局域网通信接口的设计,并介绍了监控规则、DSP软件框架和上位机监控软件...     

一种混合动力车双向变换器的分析与设计

双向变换器是混合电动车(HEV)的发电机与驱动系统互联的核心部件。详细分析了HEV双向变换器的运行模式,推导了隔离变压器漏感电流的最大值及其影响因数,给出了输出电压、输出功率和输出电压纹波的解析表达式。开关频率、漏感和移相对最大谐振电流、输出功率和输出纹波电压的影响,乃至对系统的影响都十分复杂,设计时需要折中考虑这些参数。在实验室原理样机上对上述分析和设计进行了验证。     

电动汽车中新型双向DC/DC变换器建模分析*

非隔离型双向DC/DC变换器广泛应用于混合直流供电系统中,针对电动汽车超级电容与蓄电池的混合供电系统,以新型交错并联型Buck/Boost变换器为研究对象,采用状态空间平均法,建立了Boost状态连续模式(CCM)下的交流小信号模型,得到了电路模型的开环传递函数。分析幅频特性曲线可知,变换器低频段斜率为0 d B/dec,系统存在稳态误差,中频段穿越频率过高,系统超调量较大,高频段以-20 dB/dec斜率变化,高频抗干扰能力较差。基于此,为变换器设计了平均电流补偿网络,理论分析系统的稳定性、动态响应速度和高频抗干扰能力都得到提高。同时仿真验证可知:当输入及负载跳变时输出电压在10 ms内都能快速稳定,且输出电压波动不超过1.5%,满足电动汽车储能系统要求。     

用于混合动力汽车的三电平双向DC/DC变换器

将三电平技术应用到双向DC／DC装置中,可以提高混合动力汽车驱动系统中双向DC／DC装置的开关频率,为此提出了一种新的三电平双向DC／DC变换器拓扑。通过三电平拓扑和传统两电平拓扑电路的对比分析,得出了相同先决条件下这两种拓扑中开关管电压应力和电感电流可减小的幅度。最后通过仿真试验验证了分析结果。     

DC/DC/AC混合型MMC变换器控制策略分析与设计

研究了一种可以实现电能不同形式综合利用的DC/DC/AC混合型模块化多电平变换器(MMC),该结构的变换器实现了电压变换功能的多样化。首先,分析了该种可以同时实现DC/DC与DC/AC混合电压变换的模块化多电平变换器拓扑结构;然后,利用功率正交原理,设计了DC/DC/AC混合型模块化多电平变换器的闭环控制策略;最后,在给定交流负载侧交流电流的前提下,实现了各个桥臂子模块电容电压的均衡控制。仿真结果验证了所提出的DC/DC/AC混合型模块化多电平变换器电压变换功能的可行性以及控制策略的有效性。     

Digital Control of a Power Conditioner for Fuel Cell/Super-capacitor Hybrid System

This article proposes a digital control scheme to operate a proton exchange membrane fuel cell module of 1.2 kW and a super-capacitor through a DC/DC hybrid converter. A fuel cell has been proposed as a primary source of energy, and a super-capacitor has been proposed as an auxiliary source of energy. Experimental validation of the system implemented in the laboratory is provided. Several tests have been performed to verify that the system achieves excellent output voltage (V₀) regulation and super-capacitor voltage (V_SC) control under disturbances from fuel cell power (P_FC) and output power (P₀) as well as other perturbations described in analysis results.     

电动汽车动力电池测试系统的变流及控制

动力电池的动态性能直接影响电动汽车的起动、加速、续航、快速充电等指标。分析动力电池的测试要求和方法,选择结合实际路况的变功率测试,使用动态应力测试DST(dynamic stress test)标准功率曲线作参考曲线。模拟工况下电池测试设备要求,选用交错并联双向DC/DC变换器为拓扑结构,详尽阐述了变换器的工作原理,给出了参数设计和控制方法。采用TMS320F28335为控制核心,搭建了硬件实验平台进行测试。实验结果表明,所采用的控制方法能实现交错并联双向DC/DC变换器的快速响应,实现能量的双向流动,满足电动汽车动力电池测试的应用要求。