双向DC-DC变换器在电动汽车与燃料电池系统中的应用

"双向全桥DC-DC变换器研究 - 南京师范大学硕士论文 - 庄元明" 双向全桥DC-DC变换器是一种能够在直流电源系统中实现能量双向流动的转换器，它允许能量既可以流入也可以流出。这种变换器在各种应用场景中具有广泛的应用，包括直流不间断电源系统、航天电源系统、直流电机驱动以及混合能源电动汽车。 在直流电机驱动系统中，特别是对于低感抗电机，如无槽轴流永磁电机，双向DC-DC变换器起到了关键作用。它能调节逆变器的输入电压，减少电机电流纹波，提高电机运行的平稳性，降低损耗，并减轻逆变器的开关应力。在再生制动时，电机产生的动能通过双向DC-DC变换器转换回电池，实现能量回收，提高了能源利用率。 在燃料电池电动汽车和混合能源电动汽车中，双向DC-DC变换器同样不可或缺。在燃料电池发电前，它能提升电压，为高电压总线提供能量。在汽车制动时，它可以存储再生制动的能量，将其馈送回电池，延长行驶里程。 论文深入探讨了双向DC-DC变换器的基本变换单元和不同类型的软开关技术，这些技术可以降低开关损耗，提高变换器效率。全桥拓扑结构因其控制方式的灵活性和开关管的软开关特性而被选择用于设计双向DC-DC变换器。通过在全桥电路中间添加隔离变压器，可以在不增加额外组件的情况下实现双向能量传递，从而减小设备体积，提高整体效率。 此外，论文还详细介绍了双向DC-DC变换器的工作原理，通过模型分析和仿真、实验结果，验证了变换器的设计和控制策略的有效性。关键词包括双向DC-DC变换、仿真技术和电路设计，这表明论文着重于理论研究与实践应用相结合，为理解和优化双向DC-DC变换器提供了深入的见解和实际案例。