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题目:燃料电池客车用大功率DC/DC变换器的研制

关键词:燃料电池客车,DC/DC变换器,;柔性换流,TMS320LF2407

  摘要

随着石油资源的日益匮乏和全球环境问题特别是空气污染问题的日益突出,节能和清洁的电动汽车越来越受到人们的重视。由于可以间接利用煤炭、天然气、太阳能等资源,电动汽车逐步取代消耗石油资源的内燃机汽车已成为大势所趋。燃料电池电动汽车以燃料电池零污染的特点受到了国内外的重视。 燃料电池的输出特性较软,尤其是用在燃料电池电动车上“软”的特性更加明显。为了适应燃料电池的输出特性,使燃料电池和负载达到较佳匹配,在燃料电池的输出端和电机控制器之间通常接入DC/DC变换器。针对燃料电池客车的要求研制了一套90kW燃料电池客车用升压DC/DC变换器。该DC/DC变换器是基于数字信号处理器(TMS320LF2407)和传统脉宽调制芯片(SG3525A)的双闭环控制系统,采用一种新型的柔性换流Boost升压主电路拓扑结构和传统的PWM控制策略,实现了恒压和恒流控制。 DC/DC变换器与整车控制单元(ECU)的通讯协议为CAN协议。该DC/DC变换器通过TMS320LF2407的ADC转换模块采集DC/DC变换器的输入输出电压、电流以及温度等参数,并在收到整车ECU的数据后6ms将这些数据发送给整车ECU;通过扩展的DAC转换芯片将整车要求的目标电压、电流等转换成模拟量控制DC/DC变换器的输出。 系统仿真和实验结果表明,研制的90kW燃料电池客车用升压DC/DC变换器基本达到了技术指标的要求,实现了能量的转换、传递、电压电流及功率的控制,实现了燃料电池和负载的较佳匹配。