【正文】 業(yè)控制、通信、國防、交通等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。研究高效隔離式雙向 DCDC 變換器對于燃料電池電動汽車的開發(fā)研制具有十分重要的理論意義和工程應(yīng)用價值。本文結(jié)合 PWM 移相控制策略，設(shè)計(jì)雙端口雙半橋拓?fù)涞男」β孰p向 DCDC變換器。而且大部分方案往往沒有考慮燃料電池等電源較軟的輸出特性。雙向 DCDC 變換器是電動汽車（包括燃料電池電動汽車、混合動力電動汽車、純電動汽車等）系統(tǒng)的動力系統(tǒng)重要部件，是構(gòu)成能量雙向流動實(shí)現(xiàn)能量有效管理和改善動力性能等不可缺少的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此多能源匹配構(gòu)成動力系統(tǒng)成為目前可行的方案?？梢灶A(yù)見，電動汽車產(chǎn)業(yè)鏈將以生產(chǎn)電動汽車的整車廠商為核心，向上下游延伸，受益方包括整車及能量轉(zhuǎn)換和管理的 DCDC 變換設(shè)備。在能源枯竭、環(huán)境惡化的大背景下，這些“利好”消息無不透露出電動汽車的春天信息。我國在“十五”將混合動力電動汽車作為重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目，明確了我國的電動汽車發(fā)展重點(diǎn)：燃料電池汽車發(fā)展居首位，第二為混合動力電動汽車，兼顧純電動汽車的基本原則。全國政協(xié)副主席、科技部部長萬鋼在 2022 中國汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展國際論壇上說，電動汽車作為新一輪經(jīng)濟(jì)增長突破口和實(shí)現(xiàn)交通能源轉(zhuǎn)型的根本途徑，已經(jīng)成為世界各主要國家和汽車制造廠商的共同的戰(zhàn)略選擇。隨著環(huán)境污染和能源危機(jī)的日益嚴(yán)重，世界各國采取了提高能源利用率、改善能源結(jié)構(gòu)、探索新能源、發(fā)展可再生能源等措施，以實(shí)現(xiàn)能源的可持續(xù)發(fā)展與和諧發(fā)展 [1]。 Phaseshift control。關(guān)鍵詞：雙向 DCDC 變換器；PWM 控制；移相控制；軟開關(guān)ABSTRACTElectric Vehicle(EV) bees a kind of new, fastdeveloping vehicle in the last years, which has the best future as a green vehicle, as the problems of energy and environment are being more and more serious in the 21st century. The energy in EV is provided by storage batteries instead of traditional gasoline and the development of EV are limited by the capacity of its storage batteries with current technologies. It can improve the performance of the storage batteries and the working efficiency of driving systems by using bidirectional DC/DC converter in Electric Vehicle at present.A soft switching bidirectional DC/DC converter was developed to reduce switching losses. Operation principle of the proposed converter is introduced. The soft switching principle is also introduced briefly. On the basis of the operational analysis, the characteristic of the voltage and current is illustrated and the ZVS conditions of the different switches are also given in detail. What is more, the formula of the universal ZVS condition for all the switches is specially deduced to simplify the four ZVS conditions into one formula for the convenience of the design. And the steady state conditions and soft switching characteristic of the circuit in those two operating mode，are demonstrated by the Saber, experimental results obtained from the converter are shown to verify the validity of the universal ZVS condition.Key words: BiDirectional DC/DC converter。在介紹變換器工作原理的基礎(chǔ)上，本文著重分析了電壓、電流的變化規(guī)律，特別是推導(dǎo)出各開關(guān)元件實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)的條件及其數(shù)學(xué)表達(dá)式，并得到了實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)的通用條件。雙向 DCDC 變換器可以優(yōu)化電動機(jī)控制、提高電動汽車整體的效率和性能。摘 要隨著能源、環(huán)保等問題的日益突出，電動汽車成為近年來發(fā)展迅速的一種新型汽車，是 21 世紀(jì)最具有發(fā)展前途的綠色清潔汽車。電動汽車是用電池替代傳統(tǒng)的汽油作為車載能源的，然而在現(xiàn)有的技術(shù)條件下，動力電池的性能是電動汽車發(fā)展的主要瓶頸。針對雙向 DCDC 變換器存在的開關(guān)損耗高等問題，本文研究了一種隔離型雙向軟開關(guān) DCDC 變換器。最后通過 Saber 軟件對電路在兩種模式下的穩(wěn)態(tài)工況和軟開關(guān)特性進(jìn)行仿真研究，仿真結(jié)果證明根據(jù)該通用條件設(shè)計(jì)的變換器能夠在大負(fù)載范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)。 PWM control。 Soft switching 目 錄第一章 緒論 .......................................................1 課題背景和意義 ..................................................1 雙向 DCDC 變換器概述 ...........................................2 雙向 DCDC 變換器的原理 .....................................2 雙向 DCDC 變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) .................................3 雙向 DCDC 變換器的控制方式 .................................5 雙向 DCDC 變換器在電動汽車上的應(yīng)用 .............................6 論文的主要研究內(nèi)容和結(jié)構(gòu) ........................................9第二章 雙半橋雙向 DCDC 變換器工作原理與結(jié)構(gòu)分析 ...........11 電動汽車雙向 DCDC 變換器 ......................................11 燃料電池電動汽車能量管理系統(tǒng) ...............................11 蓄電池燃料電池電動汽車動力系統(tǒng)工作模式分析 .................12 雙半橋雙向 DCDC 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選擇與分析 ..........................12 主功率拓?fù)涞倪x擇 ...........................................12 控制方案選擇 ...............................................13 拓?fù)潆娐返姆治?.............................................13 變換器等效電路 .................................................14 變換器換流分析 .................................................16 正向工作模式 ...............................................16 反向工作模式 ...............................................18 正向/反向模式下的軟開關(guān)條件 ....................................19 本章小結(jié) .......................................................19第三章 雙半橋雙向 DCDC 變換器穩(wěn)態(tài)特性分析與設(shè)計(jì) ...........20 雙向變換器輸出特性分析 .........................................20 變換器設(shè)計(jì) .....................................................22 變壓器漏感選擇 .......................................................22 開關(guān)管應(yīng)力分析 .......................................................23 輸入電感設(shè)計(jì) .........................................................24 本章小結(jié) .......................................................24第四章 仿真驗(yàn)證 ..................................................25結(jié)束語 .............................................................28致 謝 .............................................................29參 考文獻(xiàn) ...........................................................30第一章 緒論 課題背景和意義當(dāng)今世界，環(huán)境和能源問題成為世界各國關(guān)心的熱點(diǎn)問題。2022 年開始實(shí)施的《可再生能源法》 ，把能源作為國家發(fā)展戰(zhàn)略的重點(diǎn)，將可再生能源發(fā)電提高到戰(zhàn)略高度，并通過國家立法，為其發(fā)展和應(yīng)用提供支持和保障。在各國政府的大力推動下，世界汽車產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了全面的交通能源轉(zhuǎn)型時期，越來越多的企業(yè)已經(jīng)自覺把發(fā)展新能源汽車、節(jié)能環(huán)保汽車、電動汽車作為今后發(fā)展的目標(biāo)，共識正在形成，轉(zhuǎn)型已經(jīng)起步。明確提出“三橫三縱”的研發(fā)布局。 “以電代油”的電動汽車也因此站在了全球汽車產(chǎn)業(yè)競技的制高點(diǎn) [2]。目前電動汽車電能動力系統(tǒng)動態(tài)性能差、不支持能量的雙向流動（不能吸收汽車制動過程中產(chǎn)生的電能）的特點(diǎn)使得其作為動力源完全獨(dú)立的為車輛行駛提供動力還不完善。然而，各種輔助能量裝置的電氣特性往往有很大差異，如何使這種由各種能量裝置構(gòu)成的混合動力系統(tǒng)能夠穩(wěn)定的、可靠的、高效的工作，成為提高電動汽車動力性能的關(guān)鍵問題 [3]。目前各種電動汽車所使用的大功率 DCDC 變換器存在著自身的功率損耗較大，能量轉(zhuǎn)換效率較低等問題。設(shè)計(jì)出符合燃料電池等輸出特性的大功率 DCDC