硕士研究生中期检查优秀PPT.ppt

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1、LOGO电动汽车双向电动汽车双向电动汽车双向电动汽车双向DC/DCDC/DCDC/DCDC/DC变换器的数字化实现变换器的数字化实现变换器的数字化实现变换器的数字化实现0505号号1LOGO论文进展汇报论文进展汇报目录目录1.论文的研究内容论文的研究内容2.论文已完成的工作及发表的论文论文已完成的工作及发表的论文3.存在的问题及下一步的工作存在的问题及下一步的工作4.论文的撰写及时间安排论文的撰写及时间安排5.参考文献参考文献2LOGO一、论文的研究内容一、论文的研究内容1.1 1.1 工作的目的工作的目的:针对现有电动汽车电源系统续航里程低、功针对现有电动汽车电源系统续航里程低、功率能力低、

2、能量回收效率低等问题，提出了一种率能力低、能量回收效率低等问题，提出了一种电动汽车辅助储能系统的解决方案。电动汽车辅助储能系统的解决方案。3LOGO一、论文的研究内容一、论文的研究内容1.2 1.2 论文的研究内容论文的研究内容超级电容超级电容UC双向双向DC/DC变换器变换器双向变换器控制电路双向变换器控制电路4LOGO一、论文的研究内容一、论文的研究内容 多重化结构可以提高多重化结构可以提高变换器的等效开关频率，变换器的等效开关频率，因此，本文设计了因此，本文设计了两重化两重化双向变换器，双向变换器，希望电动汽希望电动汽车辅助储能系统可以达到车辅助储能系统可以达到高效率的充放电性能高效率的

3、充放电性能。1.2 1.2 论文的研究内容论文的研究内容5LOGO二、论文已完成情况及发表的论文二、论文已完成情况及发表的论文2.1 2.1 论文主要完成以下几个方面的工作论文主要完成以下几个方面的工作: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（进行中）第三步（进行中）1.1.变换器变换器拓扑设计拓扑设计及控制策及控制策略仿真分略仿真分析析2.2.硬件实验硬件实验平台搭建平台搭建3.3.软件调试软件调试6LOGO二、论文已完成情况及发表的论文二、论文已完成情况及发表的论文2.2 2.2 两相交错式变换器的控制策略及仿真分析两相交错式变换器的控制策略及仿真分析 在在MA

4、TLAB/SimulinkMATLAB/Simulink环境下，搭建了充电电路仿真模型，并对控制策略环境下，搭建了充电电路仿真模型，并对控制策略进行仿真验证。进行仿真验证。电路的各项参数电路的各项参数如下：如下：额定输出功率额定输出功率Po=300WPo=300W；低压侧电压；低压侧电压Vuc=0Vuc=015V15V；高压侧电压高压侧电压Vdc=0Vdc=048V48V；开关频率；开关频率fs=20KHzfs=20KHz；电感电感L1=L2=12L1=L2=12 H H；滤波电容；滤波电容C1=C2=300C1=C2=300 F F。超级电容最高充电电压超级电容最高充电电压15V15V，等效

5、电容，等效电容Cuc=100FCuc=100F，等效电阻，等效电阻Ruc=0.035Ruc=0.035。7LOGO图图3 3 双向变换器充电主电路仿真模型双向变换器充电主电路仿真模型 二、论文已完成情况及发表的论文二、论文已完成情况及发表的论文2.2 2.2 两相交错式变换器的控制策略及仿真分析两相交错式变换器的控制策略及仿真分析8LOGO图图4 4 控制子系统仿真模型控制子系统仿真模型 二、论文已完成情况及发表的论文二、论文已完成情况及发表的论文 控制子系统控制子系统采用一个电压外采用一个电压外环控制和两个电环控制和两个电感电流内环的感电流内环的控控制策略制策略。电压外环：电压外环：Kp=3

6、Kp=3，Ki=50;Ki=50;两两个电流内环：个电流内环：Kp=2Kp=2，Ki=100.Ki=100.2.2 2.2 两相交错式变换器的控制策略及仿真分析两相交错式变换器的控制策略及仿真分析9LOGO二、论文已完成情况及发表的论文二、论文已完成情况及发表的论文图图5 5 超级电容充电时电压波形超级电容充电时电压波形 图图6 6 充电时电感电流波形充电时电感电流波形2.2 2.2 两相交错式变换器的控制策略及仿真分析两相交错式变换器的控制策略及仿真分析10LOGO二、论文已完成情况及发表的论文二、论文已完成情况及发表的论文 仿真模型验证了控制策略的合理性，并为实验仿真模型验证了控制策略的合

7、理性，并为实验的的PIPI参数调试打下基础。参数调试打下基础。2.2 2.2 两相交错式变换器的控制策略及仿真分析两相交错式变换器的控制策略及仿真分析11LOGO电源模块设计电源模块设计采样电路设计采样电路设计驱动电路设计驱动电路设计主电路参主电路参主电路参主电路参数的设计数的设计数的设计数的设计控制系统外控制系统外控制系统外控制系统外围电路设计围电路设计围电路设计围电路设计软件部分软件部分采用采用DSP2812DSP2812开发板结开发板结合实验平台进行软合实验平台进行软件调试件调试二、论文已完成情况及发表的论文二、论文已完成情况及发表的论文2.3 2.3 硬件实验平台的搭建硬件实验平台的搭

8、建12LOGO系统主电路参数设计：系统主电路参数设计：电感一般根据电流临界连续和电流文波要求来设计，电感电感一般根据电流临界连续和电流文波要求来设计，电感L L应该满足以下公应该满足以下公式。式。Udc Udc直流母线侧电压；直流母线侧电压；UscUsc超级电容侧电压；超级电容侧电压；D D占空比；占空比；fsfs开关频率；开关频率；ILIL电感电流平均值；根据公式（电感电流平均值；根据公式（1 1），求得），求得L=0.373mHL=0.373mH；根据设计要求，输出电压纹波率应小于根据设计要求，输出电压纹波率应小于1%1%，由电容的充放电电荷守恒原理，由电容的充放电电荷守恒原理可知，电容可

9、知，电容C C应该满足以下公式。应该满足以下公式。IoIo最大电感纹波电流；最大电感纹波电流；uouo输出电压波动量；根据公式（输出电压波动量；根据公式（2 2）求得）求得C=1.203mF;C=1.203mF;二、论文已完成情况及发表的论文二、论文已完成情况及发表的论文2.3 2.3 硬件实验平台的搭建硬件实验平台的搭建13LOGO二、论文已完成情况及发表的论文二、论文已完成情况及发表的论文2.3 2.3 硬件实验平台的搭建硬件实验平台的搭建MOSFETMOSFET：选择：选择N N沟道型沟道型IRFB4110IRFB4110芯片芯片驱动芯片：选择驱动芯片：选择IRIR公司的公司的IR230

10、4IR2304作为作为IRFB4110IRFB4110的驱动芯片的驱动芯片电压采样：采用电压采样：采用CHV-25PCHV-25P型电压霍尔元件型电压霍尔元件电流采样：采用电流采样：采用BJHCS-LSP-20ABJHCS-LSP-20A型电流霍尔元件型电流霍尔元件电源模块：电源模块作为双向电源模块：电源模块作为双向DC/DCDC/DC功率变换器各个模块的功率变换器各个模块的供电能源，承担着提供稳定工作所需电源供给的重任。本课供电能源，承担着提供稳定工作所需电源供给的重任。本课题涉及到的电压、电流传感器模块、题涉及到的电压、电流传感器模块、MOSFETMOSFET驱动模块等所需驱动模块等所需要

11、的要的 15V15V和和+5V+5V电源。选用电源芯片电源。选用电源芯片78157815、79157915和和78057805芯片芯片。器件选型：器件选型：14LOGO二、论文已完成情况及发表的论文二、论文已完成情况及发表的论文2.3 2.3 硬件实验平台的搭建硬件实验平台的搭建搭建的主控硬件实验平台搭建的主控硬件实验平台 15LOGO二、论文已完成情况及发表的论文二、论文已完成情况及发表的论文2.4 2.4 软件流程的设计软件流程的设计16LOGO二、论文已完成情况及发表的论文二、论文已完成情况及发表的论文2.4 2.4 软件流程的设计软件流程的设计17LOGO 论文内容：与开题报告内容相符

12、论文内容：与开题报告内容相符 论文进度：与开题报告基本一致论文进度：与开题报告基本一致18LOGO2.5 2.5 小论文发表情况：小论文发表情况：在在电源技术电源技术上发表论文上发表论文混合电动汽车辅助混合电动汽车辅助储能系统的研究储能系统的研究，CSCD(C)CSCD(C)。二、论文已完成情况及发表的论文二、论文已完成情况及发表的论文19LOGO三、存在的问题及下一步的工作三、存在的问题及下一步的工作3.1 3.1 论文存在的问题：论文存在的问题：3.2 3.2 论文下一步主要工作：论文下一步主要工作：由于实验条件限制，只能用蓄电池代替电动机，由于实验条件限制，只能用蓄电池代替电动机，模拟电

13、动机加速减速。模拟电动机加速减速。(1)(1)软件调试，主要是调节系统的软件调试，主要是调节系统的PIPI参数，减参数，减小电压、电流纹波，使其达到系统设计要求。小电压、电流纹波，使其达到系统设计要求。(2)(2)论文撰写及格式检查。论文撰写及格式检查。20LOGO四、论文撰写及时间安排四、论文撰写及时间安排4.1 4.1 论文的整体框架论文的整体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.系统的软硬系统的软硬件实现件实现5.5.实验结果与实验结果与分析分析1.1.绪论绪论2.2.两相交错式双两相交错式双向半桥向半桥DC/DCDC/DC变换变换器的研究器的研究3.3.双向变换器

14、双向变换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进行中进行中已完成已完成进行中进行中已完成已完成第二章第二章21LOGO四、论文撰写及时间安排四、论文撰写及时间安排4.2 4.2 时间安排：时间安排：2012.11-2013.12012.11-2013.12013.1-2013.32013.1-2013.32013.3-2013.42013.3-2013.42013.4-2013.62013.4-2013.6完成实验，撰写余下章节，完成初稿。完成实验，撰写余下章节，完成初稿。进一步完善论文内容与格式。进一步完善论文内容与格式。完善论文准备送外审。完善论文准备送外审。定稿，做好答辩

15、工作。定稿，做好答辩工作。22LOGO1 1 严仰光严仰光.双向直流变换器双向直流变换器.南京南京:江苏科学技术出版社江苏科学技术出版社,2004.,2004.2 Jian Cao,Ali Emadi.A New Battery/Ultracapacitor Hybrid Energy Storage System 2 Jian Cao,Ali Emadi.A New Battery/Ultracapacitor Hybrid Energy Storage System for Electric,Hybrid,and plug-in Hybrid Electric Vehicles J.IEE

16、E for Electric,Hybrid,and plug-in Hybrid Electric Vehicles J.IEEE TRANSACTIONS ON POWER ELECTRONICS,2012,(27):122-132.TRANSACTIONS ON POWER ELECTRONICS,2012,(27):122-132.3 Mario Marchesoni,Camillo Vacca.New DC/DC converter for Energy Storage System 3 Mario Marchesoni,Camillo Vacca.New DC/DC converte

17、r for Energy Storage System Interfacing in Fuel Cell Hybrid Electric Vehicles J.IEEE RANSACTIONS ON Interfacing in Fuel Cell Hybrid Electric Vehicles J.IEEE RANSACTIONS ON POWER ELECTRONICS,2007:301-308.POWER ELECTRONICS,2007:301-308.4 Joao Silvestre.Half-bridge bidirectional DC/DC converter for sma

18、ll Electric 4 Joao Silvestre.Half-bridge bidirectional DC/DC converter for small Electric Vehicle J.IEEE Internation symposium on Power Electronics,Electrical Vehicle J.IEEE Internation symposium on Power Electronics,Electrical Drives,Automation and Motion,2008:884-888.Drives,Automation and Motion,2

19、008:884-888.5 AZIN NEJAT,HOSEIN FARZANEHFARD.A New Bi-directional DC/DC converter for Fuel 5 AZIN NEJAT,HOSEIN FARZANEHFARD.A New Bi-directional DC/DC converter for Fuel Cell Generation System J.7Cell Generation System J.7thth WSEAS International Conference on Electric Power WSEAS International Conf

20、erence on Electric Power Systems,November 21-23,2007:171-174.Systems,November 21-23,2007:171-174.6 P.James,A.Forsyth,G.Calderon-Lopez,V.Pickert.DC/DC converter for hybrid 6 P.James,A.Forsyth,G.Calderon-Lopez,V.Pickert.DC/DC converter for hybrid and all electric vehicles J.EVS24 Stavanger,May 13-16,2

21、009.and all electric vehicles J.EVS24 Stavanger,May 13-16,2009.7 Woonki Na,Bei Gou.Analysis and Control of Bidirectional DC/DC converter for 7 Woonki Na,Bei 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 K

22、.Acharya,S.K.Mazumder,Piotr Jedraszczak.Efficient,High-Temperature 8 K.Acharya,S.K.Mazumder,Piotr Jedraszczak.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.I

23、EEE,2009:642-648.Devices J.IEEE,2009:642-648.五、参考文献五、参考文献23LOGO9 Alain Berthon,Brayima Dakyo.DC/DC Converter Design for Supercapacitor and 9 Alain Berthon,Brayima Dakyo.DC/DC Converter Design for Supercapacitor and Battery Power Management in Hybrid Vehicle Applications-Polynomial Control Battery Po

24、wer Management in Hybrid Vehicle Applications-Polynomial Control strategy J.IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS,2010,(57):587-597.strategy J.IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS,2010,(57):587-597.10 John Elmes,Rene Kersten,Issa Batarseh.Modular Bidirectional DC/DC 10 John Elmes,Rene K

25、ersten,Issa Batarseh.Modular Bidirectional DC/DC converter for Hybrid/Electric Vehicles with variable-Frequency Interleaved converter for Hybrid/Electric Vehicles with variable-Frequency Interleaved Soft-switching J.IEEE,2009.Soft-switching J.IEEE,2009.11 F.Ciccarell,D.Lauria.Sliding-mode Control of

26、 Bidirectional DC/DC converter 11 F.Ciccarell,D.Lauria.Sliding-mode Control of Bidirectional DC/DC converter for supercapacitor Energy Storage Applications J.IEEE International for supercapacitor Energy Storage Applications J.IEEE International symposium on power Electronics,2010:1119-1122.symposium

27、 on power Electronics,2010:1119-1122.12 Omar Hegazy,Joeri Van Mierlo,Philippe Lataire.Design and control of 12 Omar Hegazy,Joeri Van Mierlo,Philippe Lataire.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

28、plug-in Hybrid Electric Vehicles J.IEEE proceedings of the 2011 International 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 Jordi Everts,Florian Krismer.Comparative E

29、valuation of Soft-switching,13 Jordi Everts,Florian Krismer.Comparative 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 Xiangjun Zhang,Dejun Tong,Hao Ding.Research of Digit

30、al Control 14 Xiangjun Zhang,Dejun Tong,Hao Ding.Research of 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 Elec

31、tronics and Motion Control Conference,June2-5,2012:1545-1549.5,2012:1545-1549.五、参考文献五、参考文献24LOGO15 Mauro Carpita,Michael De Vivo,Serge Gavin.Dynamic modeling of a 15 Mauro Carpita,Michael De Vivo,Serge Gavin.Dynamic modeling of a bidirectional DC/DC interleaved converter working in discontinuous mod

32、e for bidirectional DC/DC interleaved converter working in discontinuous mode for stationary and traction supercapacitor applications J.IEEE International stationary and traction supercapacitor applications J.IEEE International Symposium on Power Electronics,2012:1306-1313.Symposium on Power Electro

33、nics,2012:1306-1313.16 16 马奎安马奎安,陈敏陈敏.超级电容器储能系统充电模式控制设计超级电容器储能系统充电模式控制设计J.J.机电工程机电工程,2012,(27):85-88.,2012,(27):85-88.17 17 劳斯佳劳斯佳,尹忠东尹忠东,单任仲单任仲.超级电容器储能控制技术研究超级电容器储能控制技术研究J.J.电源技术电源技术,2008,(33):269-,2008,(33):269-272.272.18 18 刘博刘博,齐国光齐国光,杜继宏杜继宏.电动汽车制动能量回收控制策略的研究电动汽车制动能量回收控制策略的研究J.J.自动化与仪器仪表自动化与仪器仪表

34、,2004,(1):34-36.,2004,(1):34-36.19 19 陶钧炳陶钧炳,陈敏陈敏,苏娜苏娜.一种新的混合动力车双向一种新的混合动力车双向DC/DCDC/DC变换器的实现变换器的实现J.J.机电工程机电工程,2010,(7):97-99.,2010,(7):97-99.20 20 张晓峰张晓峰,吕征宇吕征宇.混合动力车用全数字电流控制型双向混合动力车用全数字电流控制型双向DC/DCDC/DC变换器变换器J.J.电工技术学报电工技术学报,2009,(24):84-89.,2009,(24):84-89.21 21 周远周远,孙玉坤孙玉坤,黄占涛黄占涛.混合动力汽车复合电源的设计混

35、合动力汽车复合电源的设计J.J.电源技术电源技术,2010,(34):490-492.,2010,(34):490-492.22 22 李明月李明月,刘金云刘金云,杨永涛杨永涛.基于基于DSPDSP的蓄电池充放电装置的研究的蓄电池充放电装置的研究J.J.电源技术电源技术,2005,(8):13-,2005,(8):13-16.16.23 23 张仕彬张仕彬,林仲帆林仲帆,杜贵平杜贵平.基于双向变流技术的蓄电池充放电装置基于双向变流技术的蓄电池充放电装置J.J.电力电子技术电力电子技术,2008,(42):77-79.,2008,(42):77-79.五、参考文献五、参考文献25LOGO24 2

36、4 许海平许海平,温旭辉温旭辉,孔力孔力.全数字化双向全数字化双向DC/DCDC/DC变换器的分析与设计变换器的分析与设计J.J.电力电子技术电力电子技术,2003,(37):13-17.,2003,(37):13-17.25 25 谭天诚谭天诚,刘和平刘和平,战祥真战祥真.电动汽车车载光伏电池充电装置硬件设计电动汽车车载光伏电池充电装置硬件设计J.J.电源技术电源技术,2011,(35):1558-1561.,2011,(35):1558-1561.26 26 綦慧，郝亚川綦慧，郝亚川.电动汽车功率驱动单元设计电动汽车功率驱动单元设计J.J.计算机测量与控制计算机测量与控制,2008,116

37、(11):1594-,2008,116(11):1594-1611.1611.27 27 张杰张杰,王晓刚王晓刚,张轶张轶.独立光伏电源数据采集系统设计独立光伏电源数据采集系统设计J.J.仪表技术与传感器仪表技术与传感器,2011,(6):58-61.,2011,(6):58-61.28 28 陈明陈明,汪光森汪光森,刘德红刘德红.多重化双向多重化双向DC/DCDC/DC变换器复合校正双闭环控制策略研究变换器复合校正双闭环控制策略研究J.J.电力自电力自动化设备动化设备,2009,(29):83-88.,2009,(29):83-88.29 29 吴超吴超,陈博陈博,曾程曾程.基于双闭环控制的

38、降压型基于双闭环控制的降压型DC/DCDC/DC转换器仿真转换器仿真J.J.武汉理工大学学报武汉理工大学学报,2011,(33):728-731.,2011,(33):728-731.30 30 易映萍易映萍,徐建烽徐建烽,肖飞肖飞.120KW.120KW电池储能系统双向电池储能系统双向DC/DCDC/DC变换器的研究变换器的研究J.J.电源技术电源技术,2011,(135):1423-1432.,2011,(135):1423-1432.31 31 嵇保健嵇保健,赵剑峰赵剑峰.DC/DC.DC/DC变换器数字控制方法研究变换器数字控制方法研究J.J.电力电子技术电力电子技术,2010,(44):29-31.,2010,(44):29-31.32 32 夏超英夏超英,刘奎刘奎,郭熠郭熠.电动汽车用全数字双向电动汽车用全数字双向DC/DCDC/DC变换器的实现变换器的实现J.J.电力电子技术电力电子技术,2006,(1):70-72.,2006,(1):70-72.五、参考文献五、参考文献26LOGO 谢谢！谢谢！谢谢！谢谢！请各位老师批评指正！请各位老师批评指正！请各位老师批评指正！请各位老师批评指正！27