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摘要：介绍了一种纯电动汽车超级电容器充放电系统的大功率双向DC／DC变换器。首先给出了纯电动汽车电传动系统的结构图，然后介绍了双向DC／DC变换器的拓扑，并针对超级电容器充放电系统设计双向DC／DC变换器的控制器。
关键词：纯电动汽车；超级电容；双向DC／DC变换器；控制

随着汽车工业的迅猛发展，环境污染和能源短缺问题口益突显，新能源汽车的研究越来越受到重视。超级电容作为纯电动汽车的辅助动力源，以其较高的功率密度在纯电动汽车领域有了广泛的应用。如果超级电容直接连接在逆变器的输入端，不能满足恒压放电和恒流充电的需求，因此必须在其间串入双向DC／DC变换器。单向DC／DC变换器已经有了成熟的控制技术，但在双向DC／DC变换器中不同功率流向的控制模型不尽相同。因此，研究双向DC／DC变换器的控制模型，提出有效的控制方案是研究的重点。本文以纯电动汽车用大功率双向DC／DC变换器为对象，研究双向DC／DC变换器及其控制系统。

1 纯电动汽车电力传动系统
纯电动汽车电力传动系统原理如图1所示，该PEV的电力传动系统是由锂离子蓄电池和超级电容提供能量。锂离子电池作为主要能源保证该车的正常行驶，超级电容作为辅助能源在该车加速、爬坡时为电机提供能量，并在减速、下坡时通过回馈制动为超级电容充电。根据以上特点，需要在超级电容与逆变器之间串联大功率双向DC／DC变换器才能满足超级电容的恒压放电和恒流充电。

2 双向大功率DC／DC变换器
双向DC／DC变换器按是否含变压器分为隔离型和非隔离型。隔离型模块的可靠性高，但成本高、效率差。在大功率输入输出的情况下，非隔离型双向DC／DC模块以其简单的结构和较高的功率传输效率成为理想的选择。双向DC／DC变换器模型如图2所示。

超级电容在放电时，双向大功率DC／DC变换器工作在boost模式下。此时，IGBT1始终保持在关断状态，其反并联的二极管作续流二极管用，仅控制IGBT2的开断以保持恒压放电。超级电容充电时，双向大功率DC／DC变换器则工作在buck模式下。此时，IGBT2始终保持在关断状态，其反并联的二极管作续流二极管用，仅控制IGBT1的开断以保持恒流充电。
下面主要分析双向大功率DC／DC变换器在boost和buck模式下的电气参数、控制参数和输出特性的关系。

关键词： DC 变换器 研究 双向 PEV 基于