硕士研究生中期检查学习教案

1、会计学1硕士研究生中期硕士研究生中期(zhngq)检查检查第一页，共27页。1.1 1.1 工作工作(gngzu)(gngzu)的目的的目的: : 针对现有电动汽车电源系统续航里程低、功率能力针对现有电动汽车电源系统续航里程低、功率能力低、能量回收效率低等问题低、能量回收效率低等问题(wnt)(wnt)，提出了一种电动汽，提出了一种电动汽车辅助储能系统的解决方案。车辅助储能系统的解决方案。第2页/共27页第二页，共27页。1.2 1.2 论文论文(lnwn)(lnwn)的研究内容的研究内容超级超级(choj)电容电容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第3页/

2、共27页第三页，共27页。 多重化结构可以提高变换器的等效开关多重化结构可以提高变换器的等效开关(kigun)(kigun)频率，因此，本文设计了两重化双向变换器，希望电动汽车辅助储能系统可以达到高效率的充放电性能。频率，因此，本文设计了两重化双向变换器，希望电动汽车辅助储能系统可以达到高效率的充放电性能。1.2 1.2 论文的研究论文的研究(ynji)(ynji)内容内容第4页/共27页第四页，共27页。2.1 2.1 论文主要完成以下几个论文主要完成以下几个(j )(j )方面的工作方面的工作: :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）

3、1.1.变换器拓变换器拓扑设计扑设计(shj)(shj)及及控制策略仿控制策略仿真分析真分析2.硬件实验平硬件实验平台搭建台搭建3.3.软件调试软件调试第5页/共27页第五页，共27页。二、论文二、论文(lnwn)(lnwn)已完成情况及发表的论文已完成情况及发表的论文(lnwn)(lnwn)2.2 2.2 两相交错两相交错(jiocu)(jiocu)式变换器的控制策略及仿真式变换器的控制策略及仿真分析分析 在在MATLAB/SimulinkMATLAB/Simulink环境下，搭建了充电电路仿真环境下，搭建了充电电路仿真(fn zhn)(fn zhn)模型，并对控制策略进行仿真模型，并对控制

4、策略进行仿真(fn zhn)(fn zhn)验证。电路的各项参数如下：验证。电路的各项参数如下： 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=12HL1=L2=12H；滤波电容；滤波电容C1=C2=300FC1=C2=300F。 超级电容最高充电电压超级电容最高充电电压15V15V，等效电容，等效电容Cuc=100FCuc=100F，等效电阻，等效电阻Ruc=0.035Ruc=0.035。第6页/共2

5、7页第六页，共27页。图图3 3 双向变换器充电双向变换器充电(chng din)(chng din)主电路仿真模型主电路仿真模型 二、论文二、论文(lnwn)(lnwn)已完成情况及发表的论已完成情况及发表的论文文(lnwn)(lnwn)2.2 2.2 两相交错式变换器的控制策略及仿真两相交错式变换器的控制策略及仿真(fn (fn zhn)zhn)分析分析第7页/共27页第七页，共27页。图图4 4 控制子系统仿真控制子系统仿真(fn zhn)(fn zhn)模型模型 二、论文已完成情况二、论文已完成情况(qngkung)(qngkung)及发表的论文及发表的论文 控制子系统采用一个电压外环

6、控制和两个电感控制子系统采用一个电压外环控制和两个电感(din n)(din n)电流内环的控制策略。电流内环的控制策略。 电压外环：电压外环：Kp=3Kp=3，Ki=50;Ki=50;两个电流内环：两个电流内环：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第8页/共27页第八页，共27页。二、论文已完成二、论文已完成(wn chng)(wn chng)情况及发表的论文情况及发表的论文图图5 5 超级电容充电超级电容充电(chng din)(chng din)时电压波形时电压波形 图图6 6 充电充电(c

7、hng din)(chng din)时电感电流波形时电感电流波形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第9页/共27页第九页，共27页。二、论文二、论文(lnwn)(lnwn)已完成情况及发表的论文已完成情况及发表的论文(lnwn)(lnwn) 仿真模型仿真模型(mxng)(mxng)验证了控制策略的合理性，并为验证了控制策略的合理性，并为实验的实验的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两相交错式变换器的控制策略及仿真(fn (fn zhn)zhn)分析分析第10页/共27页第十页，共27

8、页。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数主电路参数(cnsh)的设计的设计控制系统控制系统(kn zh x tn)外围电路设计外围电路设计软件部分软件部分采用采用DSP2812DSP2812开发板结合开发板结合实验实验(shyn)(shyn)平台进平台进行软件调试行软件调试二、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建第11页/共27页第十一页，共27页。电感一般根据电流临界连续和电流文波要求电感一般根据电流临界连续和电流文波要求(yoqi)(yoqi)来设计，电感来设计，电感L L

9、应该满足以下公式。应该满足以下公式。 (-)L ( 1 )dcscL LsUUDr I fo ( 2 )uosIDCf 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；DD占空比；占空比；fsfs开关频率；开关频率；ILIL电感电感(din n)(din n)电流平均值；根据公式（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可知，电容，由电容的充放电电荷守恒原理可知，电容C C应该满足以下公式。应该满足以下公式

10、。 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第12页/共27页第十二页，共27页。二、论文已完成二、论文已完成(wn chng)(wn chng)情况及发表的论情况及发表的论文文2.3 2.3 硬件硬件(yn jin)(yn jin)实验平台的搭建实验平台的搭建MOSFETMOSFET：选择：选择N N沟道型沟道型IRFB4110IRFB4110芯片芯片驱动芯片：

11、选择驱动芯片：选择IRIR公司的公司的IR2304IR2304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。本课题课题(kt)(kt)涉及到的电压、电流传感器模块、涉及到的电压、电流传

12、感器模块、MOSFETMOSFET驱动模驱动模块等所需要的块等所需要的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。第13页/共27页第十三页，共27页。二、论文二、论文(lnwn)(lnwn)已完成情况及发表的论文已完成情况及发表的论文(lnwn)(lnwn)2.3 2.3 硬件实验硬件实验(shyn)(shyn)平台的搭建平台的搭建搭建搭建(d jin)(d jin)的主控硬件实验平台的主控硬件实验平台 第14页/共27页第十四页，共27页。二、论文已完成情况二、论文已完成情况(qngkung)(qngku

13、ng)及发表的及发表的论文论文2.4 2.4 软件软件(run jin)(run jin)流程的设计流程的设计第15页/共27页第十五页，共27页。二、论文已完成二、论文已完成(wn chng)(wn chng)情况及发表的论情况及发表的论文文2.4 2.4 软件软件(run jin)(run jin)流程的设计流程的设计第16页/共27页第十六页，共27页。第17页/共27页第十七页，共27页。2.5 2.5 小论文发表情况：小论文发表情况：在电源在电源(dinyun)(dinyun)技术上发表论文技术上发表论文混合电动汽车辅助储能系统的研究，混合电动汽车辅助储能系统的研究，CSCD(C)C

14、SCD(C)。二、论文二、论文(lnwn)(lnwn)已完成情况及发表的论文已完成情况及发表的论文(lnwn)(lnwn)第18页/共27页第十八页，共27页。三、存在的问题及下一步三、存在的问题及下一步(y b)(y b)的工作的工作3.1 3.1 论文存在论文存在(cnzi)(cnzi)的问题：的问题：3.2 3.2 论文下一步论文下一步(y b)(y b)主要工作：主要工作： 由于实验条件限制，只能用蓄电池代替电动机，模拟由于实验条件限制，只能用蓄电池代替电动机，模拟电动机加速减速。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，减小电压

15、参数，减小电压、电流纹波，使其达到系统设计要求。、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。第19页/共27页第十九页，共27页。四、论文撰写及时间四、论文撰写及时间(shjin)(shjin)安排安排4.1 4.1 论文的整体论文的整体(zhngt)(zhngt)框架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. 系统系统(xtng)(xtng)的软硬件实现的软硬件实现5. 5. 实验结果与分实验结果与分析析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

16、变换器的控双向变换器的控制策略及仿真分析制策略及仿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第20页/共27页第二十页，共27页。四、论文四、论文(lnwn)(lnwn)撰写及时间安排撰写及时间安排4.2 4.2 时间时间(shjin)(shjin)安排：安排：完成实验，撰写余下完成实验，撰写余下(yxi)章节，完成初稿。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，做好答辩工作。定稿，做好答辩工作。第21页/共27页第二十一页，共27页。1 1 严仰光严仰光(yn un). (yn un)

17、. 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 for 2 Jian Cao, Ali Emadi. A New Battery/Ultracapacitor Hybrid Energy Storage System for Electric, Hybrid, and plug-in Hybrid Electric Vehicles J. IEEE TRANSAC

18、TIONS ON Electric, Hybrid, and plug-in Hybrid Electric Vehicles J. IEEE TRANSACTIONS ON POWER ELECTRONICS,2012,(27):122-132.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 converter for

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

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

21、on,2008:884-888.5 AZIN NEJAT, HOSEIN FARZANEHFARD. A New Bi-directional DC/DC converter for Fuel Cell 5 AZIN NEJAT, HOSEIN FARZANEHFARD. A New Bi-directional DC/DC converter for Fuel Cell Generation System J.7th WSEAS International Conference on Electric Power Generation System J.7th WSEAS Internati

22、onal Conference 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 and all 6 P.James, A.Forsyth, G.Calderon-Lopez, V.Pickert. DC/DC converter for hybrid and all electric vehicles J. E

23、VS24 Stavanger, May 13-16,2009. electric vehicles J. EVS24 Stavanger, May 13-16,2009. 7 Woonki Na, Bei Gou. Analysis and Control of Bidirectional DC/DC converter for PEM 7 Woonki Na, Bei Gou. Analysis and Control of Bidirectional DC/DC converter for PEM Fuel Cell Applications J. IEEE,2008.Fuel Cell

24、Applications J. IEEE,2008.8 K.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 Devices Bidirectional DC/DC converter for plug-in-

25、Hybrid Electric Vehicle using Sic Devices J. IEEE,2009:642-648.J. IEEE,2009:642-648.五、参考文献五、参考文献第22页/共27页第二十二页，共27页。9 Alain Berthon, Brayima Dakyo. DC/DC Converter Design for Supercapacitor and Battery Power 9 Alain Berthon, Brayima Dakyo. DC/DC Converter Design for Supercapacitor and Battery Power

26、Management in Hybrid Vehicle Applications-Polynomial Control strategy J. IEEE Management in Hybrid Vehicle Applications-Polynomial Control strategy J. IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS,2010,(57):587-597.TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS,2010,(57):587-597.10 John Elmes, Rene Kersten, I

27、ssa Batarseh. Modular Bidirectional DC/DC 10 John Elmes, Rene Kersten, 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-swi

28、tching J. IEEE,2009.11 F.Ciccarell, D.Lauria. Sliding-mode Control of Bidirectional DC/DC converter for 11 F.Ciccarell, D.Lauria. Sliding-mode Control of Bidirectional DC/DC converter for supercapacitor Energy Storage Applications J. IEEE International symposium on power supercapacitor Energy Storag

29、e Applications J. IEEE International symposium on power Electronics,2010:1119-1122.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 fo

30、r plug-in Hybrid Electric Vehicles Bidirectional DC/AC and DC/DC converter for 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.Engineeri

31、ng, Energy and Electrical Drives,2011.13 Jordi Everts, Florian Krismer. Comparative Evaluation 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 Conver

32、ter Topologies J. IEEE,2012:1067-1074.14 Xiangjun Zhang, Dejun Tong, Hao Ding. Research of Digital Control Bidirectional 14 Xiangjun Zhang, Dejun Tong, Hao Ding. Research of Digital Control Bidirectional DC/DC converter Based on Ultra-capacitor J. IEEE 7DC/DC converter Based on Ultra-capacitor J. IE

33、EE 7thth International Power Electronics International Power Electronics and Motion Control Conference, June2-5,2012:1545-1549.and Motion Control Conference, June2-5,2012:1545-1549.五、参考文献五、参考文献第23页/共27页第二十三页，共27页。15 Mauro Carpita, Michael De Vivo, Serge Gavin. Dynamic modeling of a 15 Mauro Carpita,

34、 Michael De Vivo, Serge Gavin. Dynamic modeling of a bidirectional DC/DC interleaved converter working in discontinuous mode for bidirectional DC/DC interleaved converter working in discontinuous mode for stationary and traction supercapacitor applications J. IEEE International stationary and tracti

35、on supercapacitor applications J. IEEE International Symposium on Power Electronics,2012:1306-1313.Symposium on Power Electronics,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超级电容器储能系统充电模式(msh)(msh)控制设计控制设计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

36、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,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):97-9

37、9.20 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):13-16.,2005,(8):13-16.23 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,(4