6燃料电池电动汽车用,07,罕浠黄鞣桨,张洁萍张逸成姚勇涛孔繁虹肖明同济大学电气工程系200331求,并对变换器主电路结构进行了比较,最后提出了可行的变换器方案。
叙词电动汽车燃料电池超级电容,0,罕浠黄,电动汽车能解决内燃机汽车带来的环境污染和能源危机等问,其中燃料电池电动汽车是人们研究的重点。
车载电源为提供电力的车载电源为燃料电池0.电动汽车涉及电力电子技术新材料技术以及控制理论等学科领域,它们的发展与应用影响着的发展。
贲嗟墓ぷ鞣绞接胩氐,l.lFCEV的工作方式为车载电源,其输出经000.变换到00人由0,人。驱动电机厘。在制动工况下,为发电机,回收制动能量。超级电容60是种大容量储能元件,工作方式为双向,即充电和放电工作方式,3的充放电过程通过0,0.装置中所需的额定功率,汽车起步加速爬坡等工况所需的瞬时峰值功率由3补充提供,汽车制动时3,罩贫,β剩豢。给负载提供的功率有富余时根据3的需要为其充电。
1.2,部分元器件的特生。作为汽车用电源,平时将燃料如氢气甲醇等和氧化剂如氧气分别作为电池两极的活性物质保存在电池的本体之外,当工作时,燃料连续通入电池体内,使电池放电。,不存在自放电问,如果不受体积限制。将没有能量限制。车用,必须满足少维修保养费用低耐震性强耐冲击性强从低负荷到高负荷都能得到高效率等特点。现在开发的FCE种类较多,近期开发,的质子交换膜燃料电池印厘0比功率大操作温度低启动时间短,被认为是电动汽车用的最佳选择。,肘。工作温度在70,100般燃料电池电特性曲线2的工作方式和的特性使得1中必须采用0700变换器,其原因为基金项目国家十863重大专项项目200认人501052第作者张洁萍,女,1975年生,1994年西安交通大学毕业,硕士研究生。
善其输出特性。,00变换器不仅可使。的输出电压稳定,且通过。变换器升压或降压,可以满足,人。的电压等级配合要求。
器可以满足,这方面的特性要求。
制动加速状态时的能量。
动力性能。由于受装车体积限制,0的功率只能满足汽车行驶过程中额定功率的要求,但在加速爬坡工况下,需要种先进的储能元件协助,满足负载要求。这不仅需要储能元件有很高的能量密度,而且有很强的充放电能力。在FCEV中使用SC能满足汽车动力性能要求。
3.是国际上出现的种新型元件,它是电池可达几千安培,能量密度比传统的电容器高近百倍,放电电流比蓄电池高十倍以上。
2适用于,贲嗟陌,0变换器2.1FCEV对DCDC变换器特性要求装体积十分有限,要求它具有很高的功率体积比。
效率高。,的输出功率受车体体积限制不可能设计得很宽裕,因此。变换器必须具有很高的转换效率。
2.2适用于FCEV的DCDC变换器功能模型设FCE和SC的最高工作电压低于DCAC变频器最低工作电压。模型中包括套单向升压变换器,套双向升降压变换器。单向升压变换器实现2.1中14功能,双向升降压变换器实2.3主电路拓扑结构的比较不带变压器隔离的升压拓扑结构4有基本升压0.变换拓扑和采用软开关谐振升压变换拓扑;带变压器隔离的升压拓扑结构5有半桥式和全桥式,也分基本变换拓扑和采用软开关谐振升压变换拓扑。
带变压器隔离的变换器般采用全桥式,现就带变压器隔离与不带变压器隔离的变换器作如下比较。
1从两个拓扑结构容易看出,5结构复杂,所用元器件数量和品种多,相比而言,4结2.4基本升压拓扑结构的改进升压拓扑结构6.中,爪2.
由7可知,两管并联交替导通可提高电路工作频率。
综上所述,不带变压器隔离的变换器在体积效率方面均优于带变压器隔离的变换器。有鉴于此,本文采用不带变压器隔离方案实现单向升压及双向升降压变换的功能。
构简单。
由于受体积限制,5必须采用高频变压器,相应的开关管只能采用厘03管。4采用108丁兼备了03丁和玢丁两者的优点,具有驱动简单速度高通态压降低耐压高和可承受大电流等优点。
个工作回路有2个厘03管参与工作,因此5结构开关管导通损耗高于4,除此以外还有2个整流极管损耗。
开关元件特性决定5开关频率为几百kHz,4开关频率为几十kHz.本文提出了6的改进方法,籍以提高4的工作频率,进步减少变换器体积。
为实现双向变换功能,4容易通过其他管子的配合采用套,0,罕浠黄骷纯桑,嫉难以采用套变换器实现,采用2套变换器会使得装置体积增大。
2.5适用于FCEV的DCDC变换器主电路单向升压000.变换器。单向升压,000变换器采用6电路拓扑结构。此变换方式结构简单,所用元件数量少体积小效率高控制简单。
00变换拓扑结构放电时4支路不工作,通过名,2支路实现升压,工作在升压模式,为负载补充能量;当负载处于制动状态时,28支路不工作,通过,17.;支路实现降压,工作在降压工作模式。