碩士研究生中期檢查PPT

1、LOGO電動汽車雙向電動汽車雙向DC/DCDC/DC變換器的數(shù)字化實(shí)現(xiàn)變換器的數(shù)字化實(shí)現(xiàn)0505號號LOGO論文進(jìn)展匯報論文進(jìn)展匯報目錄目錄1.論文的研究內(nèi)容論文的研究內(nèi)容2.論文已完成的工作及發(fā)表的論文論文已完成的工作及發(fā)表的論文3.存在的問題及下一步的工作存在的問題及下一步的工作4.論文的撰寫及時間安排論文的撰寫及時間安排5.參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)LOGO一、論文的研究內(nèi)容一、論文的研究內(nèi)容1.1 1.1 工作的目的工作的目的: : 針對現(xiàn)有電動汽車電源系統(tǒng)續(xù)航里程低、功針對現(xiàn)有電動汽車電源系統(tǒng)續(xù)航里程低、功率能力低、能量回收效率低等問題，提出了一種率能力低、能量回收效率低等問題，提出了一種電動

2、汽車輔助儲能系統(tǒng)的解決方案。電動汽車輔助儲能系統(tǒng)的解決方案。LOGO一、論文的研究內(nèi)容一、論文的研究內(nèi)容1.2 1.2 論文的研究內(nèi)容論文的研究內(nèi)容超級電容超級電容UC雙向雙向DC/DC變換器變換器雙向變換器控制電路雙向變換器控制電路LOGO一、論文的研究內(nèi)容一、論文的研究內(nèi)容 多重化結(jié)構(gòu)可以提高多重化結(jié)構(gòu)可以提高變換器的等效開關(guān)頻率，變換器的等效開關(guān)頻率，因此，本文設(shè)計了因此，本文設(shè)計了兩重化兩重化雙向變換器，雙向變換器，希望電動汽希望電動汽車輔助儲能系統(tǒng)可以達(dá)到車輔助儲能系統(tǒng)可以達(dá)到高效率的充放電性能高效率的充放電性能。1.2 1.2 論文的研究內(nèi)容論文的研究內(nèi)容LOGO二、論文已完成情況

3、及發(fā)表的論文二、論文已完成情況及發(fā)表的論文2.1 2.1 論文主要完成以下幾個方面的工作論文主要完成以下幾個方面的工作: :第一步（第一步（已完成已完成）第二步（第二步（已完成已完成）第三步（進(jìn)行中）第三步（進(jìn)行中）1.1.變換器變換器拓?fù)湓O(shè)計拓?fù)湓O(shè)計及控制策及控制策略仿真分略仿真分析析2. 2.硬件實(shí)驗(yàn)硬件實(shí)驗(yàn)平臺搭建平臺搭建3.3.軟件調(diào)試軟件調(diào)試LOGO二、論文已完成情況及發(fā)表的論文二、論文已完成情況及發(fā)表的論文2.2 2.2 兩相交錯式變換器的控制策略及仿真分析兩相交錯式變換器的控制策略及仿真分析 在在MATLAB/MATLAB/SimulinkSimulink環(huán)境下，搭建了充電電路仿

4、真模型，并對控制策環(huán)境下，搭建了充電電路仿真模型，并對控制策略進(jìn)行仿真驗(yàn)證。略進(jìn)行仿真驗(yàn)證。電路的各項參數(shù)電路的各項參數(shù)如下：如下： 額定輸出功率額定輸出功率Po=300WPo=300W；低壓側(cè)電壓；低壓側(cè)電壓VucVuc=0=015V15V； 高壓側(cè)電壓高壓側(cè)電壓VdcVdc=0=048V48V；開關(guān)頻率；開關(guān)頻率fsfs=20KHz=20KHz； 電感電感L1=L2=12HL1=L2=12H；濾波電容；濾波電容C1=C2=300FC1=C2=300F。 超級電容最高充電電壓超級電容最高充電電壓15V15V，等效電容，等效電容CucCuc=100F=100F，等效電阻，等效電阻RucRuc=

5、0.035=0.035。LOGO圖圖3 3 雙向變換器充電主電路仿真模型雙向變換器充電主電路仿真模型 二、論文已完成情況及發(fā)表的論文二、論文已完成情況及發(fā)表的論文2.2 2.2 兩相交錯式變換器的控制策略及仿真分析兩相交錯式變換器的控制策略及仿真分析LOGO圖圖4 4 控制子系統(tǒng)仿真模型控制子系統(tǒng)仿真模型 二、論文已完成情況及發(fā)表的論文二、論文已完成情況及發(fā)表的論文 控制子系統(tǒng)控制子系統(tǒng)采用一個電壓外采用一個電壓外環(huán)控制和兩個電環(huán)控制和兩個電感電流內(nèi)環(huán)的感電流內(nèi)環(huán)的控控制策略制策略。 電壓外環(huán)：電壓外環(huán)：KpKp=3=3，KiKi=50;=50;兩兩個電流內(nèi)環(huán)：個電流內(nèi)環(huán)：KpKp=2=2，K

6、iKi=100.=100.2.2 2.2 兩相交錯式變換器的控制策略及仿真分析兩相交錯式變換器的控制策略及仿真分析LOGO二、論文已完成情況及發(fā)表的論文二、論文已完成情況及發(fā)表的論文圖圖5 5 超級電容充電時電壓波形超級電容充電時電壓波形 圖圖6 6 充電時電感電流波形充電時電感電流波形2.2 2.2 兩相交錯式變換器的控制策略及仿真分析兩相交錯式變換器的控制策略及仿真分析LOGO二、論文已完成情況及發(fā)表的論文二、論文已完成情況及發(fā)表的論文 仿真模型驗(yàn)證了控制策略的合理性，并為實(shí)驗(yàn)仿真模型驗(yàn)證了控制策略的合理性，并為實(shí)驗(yàn)的的PIPI參數(shù)調(diào)試打下基礎(chǔ)。參數(shù)調(diào)試打下基礎(chǔ)。2.2 2.2 兩相交錯式

7、變換器的控制策略及仿真分析兩相交錯式變換器的控制策略及仿真分析LOGO電源模塊設(shè)計電源模塊設(shè)計采樣電路設(shè)計采樣電路設(shè)計驅(qū)動電路設(shè)計驅(qū)動電路設(shè)計主電路參主電路參數(shù)的設(shè)計數(shù)的設(shè)計控制系統(tǒng)外控制系統(tǒng)外圍電路設(shè)計圍電路設(shè)計軟件部分軟件部分采用采用DSP2812DSP2812開發(fā)板結(jié)開發(fā)板結(jié)合實(shí)驗(yàn)平臺進(jìn)行軟合實(shí)驗(yàn)平臺進(jìn)行軟件調(diào)試件調(diào)試二、論文已完成情況及發(fā)表的論文二、論文已完成情況及發(fā)表的論文2.3 2.3 硬件實(shí)驗(yàn)平臺的搭建硬件實(shí)驗(yàn)平臺的搭建LOGO系統(tǒng)主電路參數(shù)設(shè)計：系統(tǒng)主電路參數(shù)設(shè)計：電感一般根據(jù)電流臨界連續(xù)和電流文波要求來設(shè)計，電感電感一般根據(jù)電流臨界連續(xù)和電流文波要求來設(shè)計，電感L L應(yīng)該滿足

8、以下公應(yīng)該滿足以下公式。式。 (-)L ( 1 )dcscL LsUUDr I fo ( 2 )uosIDCf UdcUdc直流母線側(cè)電壓；直流母線側(cè)電壓；UscUsc超級電容側(cè)電壓；超級電容側(cè)電壓；DD占空比；占空比；fsfs開關(guān)頻率；開關(guān)頻率；ILIL電感電流平均值；根據(jù)公式（電感電流平均值；根據(jù)公式（1 1），求得），求得L=0.373mHL=0.373mH； 根據(jù)設(shè)計要求，輸出電壓紋波率應(yīng)小于根據(jù)設(shè)計要求，輸出電壓紋波率應(yīng)小于1%1%，由電容的充放電電荷守恒原理，由電容的充放電電荷守恒原理可知，電容可知，電容C C應(yīng)該滿足以下公式。應(yīng)該滿足以下公式。 IoIo最大電感紋波電流；最大電感

9、紋波電流；uouo輸出電壓波動量；根據(jù)公式（輸出電壓波動量；根據(jù)公式（2 2）求得）求得C=1.203mF;C=1.203mF;二、論文已完成情況及發(fā)表的論文二、論文已完成情況及發(fā)表的論文2.3 2.3 硬件實(shí)驗(yàn)平臺的搭建硬件實(shí)驗(yàn)平臺的搭建LOGO二、論文已完成情況及發(fā)表的論文二、論文已完成情況及發(fā)表的論文2.3 2.3 硬件實(shí)驗(yàn)平臺的搭建硬件實(shí)驗(yàn)平臺的搭建MOSFETMOSFET：選擇：選擇N N溝道型溝道型IRFB4110IRFB4110芯片芯片驅(qū)動芯片：選擇驅(qū)動芯片：選擇IRIR公司的公司的IR2304IR2304作為作為IRFB4110IRFB4110的驅(qū)動芯片的驅(qū)動芯片電壓采樣：采用

10、電壓采樣：采用CHV-25PCHV-25P型電壓霍爾元件型電壓霍爾元件電流采樣：采用電流采樣：采用BJHCS-LSP-20ABJHCS-LSP-20A型電流霍爾元件型電流霍爾元件電源模塊：電源模塊作為雙向電源模塊：電源模塊作為雙向DC/DCDC/DC功率變換器各個模塊的功率變換器各個模塊的供電能源，承擔(dān)著提供穩(wěn)定工作所需電源供給的重任。本課供電能源，承擔(dān)著提供穩(wěn)定工作所需電源供給的重任。本課題涉及到的電壓、電流傳感器模塊、題涉及到的電壓、電流傳感器模塊、MOSFETMOSFET驅(qū)動模塊等所需驅(qū)動模塊等所需要的要的15V15V和和+5V+5V電源。選用電源芯片電源。選用電源芯片78157815、

11、79157915和和78057805芯片芯片。器件選型：器件選型：LOGO二、論文已完成情況及發(fā)表的論文二、論文已完成情況及發(fā)表的論文2.3 2.3 硬件實(shí)驗(yàn)平臺的搭建硬件實(shí)驗(yàn)平臺的搭建搭建的主控硬件實(shí)驗(yàn)平臺搭建的主控硬件實(shí)驗(yàn)平臺 LOGO二、論文已完成情況及發(fā)表的論文二、論文已完成情況及發(fā)表的論文2.4 2.4 軟件流程的設(shè)計軟件流程的設(shè)計LOGO二、論文已完成情況及發(fā)表的論文二、論文已完成情況及發(fā)表的論文2.4 2.4 軟件流程的設(shè)計軟件流程的設(shè)計LOGO 論文內(nèi)容：與開題報告內(nèi)容相符論文內(nèi)容：與開題報告內(nèi)容相符 論文進(jìn)度：與開題報告基本一致論文進(jìn)度：與開題報告基本一致LOGO2.5 2.

12、5 小論文發(fā)表情況：小論文發(fā)表情況：在在電源技術(shù)電源技術(shù)上發(fā)表論文上發(fā)表論文混合電動汽車輔助混合電動汽車輔助儲能系統(tǒng)的研究儲能系統(tǒng)的研究，CSCD(C)CSCD(C)。二、論文已完成情況及發(fā)表的論文二、論文已完成情況及發(fā)表的論文LOGO三、存在的問題及下一步的工作三、存在的問題及下一步的工作3.1 3.1 論文存在的問題：論文存在的問題：3.2 3.2 論文下一步主要工作：論文下一步主要工作： 由于實(shí)驗(yàn)條件限制，只能用蓄電池代替電動機(jī)，由于實(shí)驗(yàn)條件限制，只能用蓄電池代替電動機(jī)，模擬電動機(jī)加速減速。模擬電動機(jī)加速減速。 (1) (1)軟件調(diào)試，主要是調(diào)節(jié)系統(tǒng)的軟件調(diào)試，主要是調(diào)節(jié)系統(tǒng)的PIPI參

13、數(shù)，減參數(shù)，減小電壓、電流紋波，使其達(dá)到系統(tǒng)設(shè)計要求。小電壓、電流紋波，使其達(dá)到系統(tǒng)設(shè)計要求。 (2) (2)論文撰寫及格式檢查。論文撰寫及格式檢查。LOGO四、論文撰寫及時間安排四、論文撰寫及時間安排4.1 4.1 論文的整體框架論文的整體框架第一章第一章第三章第三章第五章第五章第四章第四章4. 4. 系統(tǒng)的軟硬系統(tǒng)的軟硬件實(shí)現(xiàn)件實(shí)現(xiàn)5. 5. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析分析1. 1. 緒論緒論2.2.兩相交錯式雙兩相交錯式雙向半橋向半橋DC/DCDC/DC變換變換器的研究器的研究3. 3. 雙向變換器雙向變換器的控制策略及仿的控制策略及仿真分析真分析已完成已完成進(jìn)行中進(jìn)行中已完成已完成進(jìn)行中

14、進(jìn)行中已完成已完成第二章第二章LOGO四、論文撰寫及時間安排四、論文撰寫及時間安排4.2 4.2 時間安排：時間安排：完成實(shí)驗(yàn)，撰寫余下章節(jié)，完成初稿。完成實(shí)驗(yàn)，撰寫余下章節(jié)，完成初稿。進(jìn)一步完善論文內(nèi)容與格式。進(jìn)一步完善論文內(nèi)容與格式。完善論文準(zhǔn)備送外審。完善論文準(zhǔn)備送外審。定稿，做好答辯工作。定稿，做好答辯工作。LOGO1 1 嚴(yán)仰光嚴(yán)仰光. . 雙向直流變換器雙向直流變換器. . 南京南京: : 江蘇科學(xué)技術(shù)出版社江蘇科學(xué)技術(shù)出版社, 2004., 2004.2 2 JianJian Cao, Ali Cao, Ali EmadiEmadi. A New Battery/. A New

15、Battery/UltracapacitorUltracapacitor Hybrid Energy Storage Hybrid Energy Storage System for Electric, Hybrid, and plug-in Hybrid Electric Vehicles J. IEEE System for Electric, Hybrid, and plug-in Hybrid Electric Vehicles J. IEEE TRANSACTIONS ON POWER ELECTRONICS,2012,(27):122-132.TRANSACTIONS ON POW

16、ER ELECTRONICS,2012,(27):122-132.3 Mario 3 Mario MarchesoniMarchesoni, , CamilloCamillo VaccaVacca. New DC/DC converter for Energy Storage . New DC/DC converter for Energy Storage System Interfacing in Fuel Cell Hybrid Electric Vehicles J. IEEE RANSACTIONS System Interfacing in Fuel Cell Hybrid Elec

17、tric Vehicles J. IEEE RANSACTIONS ON POWER ELECTRONICS,2007:301-308.ON POWER ELECTRONICS,2007:301-308.4 Joao Silvestre. Half-bridge bidirectional DC/DC converter for small Electric 4 Joao Silvestre. Half-bridge bidirectional DC/DC converter for small Electric Vehicle J. IEEE Vehicle J. IEEE Internat

18、ionInternation symposium on Power Electronics, Electrical symposium on Power Electronics, Electrical Drives, Automation and Motion,2008:884-888.Drives, Automation and Motion,2008:884-888.5 AZIN NEJAT, HOSEIN FARZANEHFARD. A New Bi-directional DC/DC converter for 5 AZIN NEJAT, HOSEIN FARZANEHFARD. A

19、New Bi-directional DC/DC converter for Fuel Cell Generation System J.7Fuel Cell Generation System J.7thth WSEAS International Conference on Electric WSEAS International Conference on Electric Power Power Systems,NovemberSystems,November 21-23,2007:171-174. 21-23,2007:171-174.6 6 P.JamesP.James, , A.

20、ForsythA.Forsyth, , G.CalderonG.Calderon-Lopez, -Lopez, V.PickertV.Pickert. DC/DC converter for hybrid . DC/DC converter for hybrid and all electric vehicles J. EVS24 Stavanger, May 13-16,2009. and all electric vehicles J. EVS24 Stavanger, May 13-16,2009. 7 7 WoonkiWoonki Na, Na, BeiBei Gou. Analysi

21、s and Control of Bidirectional DC/DC converter for Gou. Analysis and Control of Bidirectional DC/DC converter for PEM Fuel Cell Applications J. IEEE,2008.PEM Fuel Cell Applications J. IEEE,2008.8 8 K.AcharyaK.Acharya, , S.K.MazumderS.K.Mazumder, , PiotrPiotr JedraszczakJedraszczak. Efficient, High-T

22、emperature . Efficient, High-Temperature Bidirectional DC/DC converter for plug-in-Hybrid Electric Vehicle using Sic Bidirectional DC/DC converter for plug-in-Hybrid Electric Vehicle using Sic Devices J. IEEE,2009:642-648.Devices J. IEEE,2009:642-648.五、參考文獻(xiàn)五、參考文獻(xiàn)LOGO9 Alain 9 Alain BerthonBerthon, ,

23、 BrayimaBrayima DakyoDakyo. DC/DC Converter Design for . DC/DC Converter Design for SupercapacitorSupercapacitor and and Battery Power Management in Hybrid Vehicle Applications-Polynomial Control Battery Power Management in Hybrid Vehicle Applications-Polynomial Control strategy J. IEEE TRANSACTIONS

24、 ON INDUSTRIAL ELECTRONICS,2010,(57):587-597.strategy J. IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS,2010,(57):587-597.10 John 10 John ElmesElmes, Rene , Rene KerstenKersten, , IssaIssa BatarsehBatarseh. Modular Bidirectional DC/DC . Modular Bidirectional DC/DC converter for Hybrid/Electric Vehicles

25、 with variable-Frequency Interleaved converter for Hybrid/Electric Vehicles with variable-Frequency Interleaved Soft-switching J. IEEE,2009.Soft-switching J. IEEE,2009.11 11 F.CiccarellF.Ciccarell, , D.LauriaD.Lauria. Sliding-mode Control of Bidirectional DC/DC converter . Sliding-mode Control of Bi

26、directional DC/DC converter for for supercapacitorsupercapacitor Energy Storage Applications J. IEEE International Energy Storage Applications J. IEEE International symposium on power Electronics,2010:1119-1122.symposium on power Electronics,2010:1119-1122.12 Omar 12 Omar HegazyHegazy, , JoeriJoeri

27、Van Van MierloMierlo, Philippe , Philippe LataireLataire. Design and control of . Design and control of Bidirectional DC/AC and DC/DC converter for plug-in Hybrid Electric Vehicles Bidirectional DC/AC and DC/DC converter for plug-in Hybrid Electric Vehicles J. IEEE proceedings of the 2011 Internatio

28、nal Conference on Power J. IEEE proceedings of the 2011 International Conference on Power Engineering, Energy and Electrical Drives,2011.Engineering, Energy and Electrical Drives,2011.13 13 JordiJordi EvertsEverts, , FlorianFlorian KrismerKrismer. Comparative Evaluation of Soft-switching, . Comparat

29、ive Evaluation of Soft-switching, Bidirectional, Isolated AC/DC Converter Topologies J. IEEE,2012:1067-1074.Bidirectional, Isolated AC/DC Converter Topologies J. IEEE,2012:1067-1074.14 14 XiangjunXiangjun Zhang, Zhang, DejunDejun Tong, Tong, HaoHao Ding. Research of Digital Control Ding. Research of

30、 Digital Control Bidirectional DC/DC converter Based on Ultra-capacitor J. IEEE 7Bidirectional DC/DC converter Based on Ultra-capacitor J. IEEE 7thth International Power Electronics and Motion Control Conference, June2-International Power Electronics and Motion Control Conference, June2-5,2012:1545-

31、1549.5,2012:1545-1549.五、參考文獻(xiàn)五、參考文獻(xiàn)LOGO15 Mauro 15 Mauro CarpitaCarpita, Michael De Vivo, Serge Gavin. Dynamic modeling of a , Michael De Vivo, Serge Gavin. Dynamic modeling of a bidirectional DC/DC interleaved converter working in discontinuous mode for bidirectional DC/DC interleaved converter work

32、ing in discontinuous mode for stationary and traction stationary and traction supercapacitorsupercapacitor applications J. IEEE International applications J. IEEE International Symposium on Power Electronics,2012:1306-1313.Symposium on Power Electronics,2012:1306-1313.16 16 馬奎安馬奎安, ,陳敏陳敏. .超級電容器儲能系統(tǒng)

33、充電模式控制設(shè)計超級電容器儲能系統(tǒng)充電模式控制設(shè)計J.J.機(jī)電工程機(jī)電工程,2012,(27):85-88. ,2012,(27):85-88. 17 17 勞斯佳勞斯佳, ,尹忠東尹忠東, ,單任仲單任仲. .超級電容器儲能控制技術(shù)研究超級電容器儲能控制技術(shù)研究J.J.電源技術(shù)電源技術(shù),2008,(33):269-,2008,(33):269-272.272.18 18 劉博劉博, ,齊國光齊國光, ,杜繼宏杜繼宏. .電動汽車制動能量回收控制策略的研究電動汽車制動能量回收控制策略的研究J.J.自動化與儀器儀自動化與儀器儀表表,2004,(1):34-36.,2004,(1):34-36.1

34、9 19 陶鈞炳陶鈞炳, ,陳敏陳敏, ,蘇娜蘇娜. .一種新的混合動力車雙向一種新的混合動力車雙向DC/DCDC/DC變換器的實(shí)現(xiàn)變換器的實(shí)現(xiàn)J.J.機(jī)電工機(jī)電工程程,2010,(7):97-99.,2010,(7):97-99.20 20 張曉峰張曉峰, ,呂征宇呂征宇. .混合動力車用全數(shù)字電流控制型雙向混合動力車用全數(shù)字電流控制型雙向DC/DCDC/DC變換器變換器J.J.電工技術(shù)學(xué)電工技術(shù)學(xué)報報,2009,(24):84-89.,2009,(24):84-89.21 21 周遠(yuǎn)周遠(yuǎn), ,孫玉坤孫玉坤, ,黃占濤黃占濤. .混合動力汽車復(fù)合電源的設(shè)計混合動力汽車復(fù)合電源的設(shè)計J.J.電源技術(shù)電源技術(shù),2010,(34):490-492.,2010,(34):490-492.22 22 李明月李明月, ,劉金云劉金云, ,楊永濤楊永濤. .基于基于DSPDSP的蓄電池充放電裝置的研究的蓄電池充放電裝置的研究J.J.電源技電源技術(shù)術(shù),2005,(8):13-16.,2005,(8):13-16.23 23 張仕彬張仕彬, ,林仲帆林仲帆, ,杜貴平杜貴平. .基于雙向變流技術(shù)的蓄電池充放電裝置基于雙向變流技術(shù)的蓄電池充放電裝置J.J.電力電子技電力電子技術(shù)術(shù),2008,(42):77-79.,