[發明專利]一種用于混合動力汽車的可調式大功率DC/DC變換器

在審

• 申請號: 202011485888.4
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112636590A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 肖純;陳靜;田韶鵬;王宇寧;楊燦;秦國峰;李志華;張猛
• 申請（專利權）人: 佛山仙湖實驗室
• 主分類號: H02M3/155
• 分類號: H02M3/155;H02M1/14;B60L50/70
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 劉俊文

本發明提供一種用于混合動力汽車的可調式大功率DC/DC變換器，包括：控制系統、組合DC/DC變換系統和輸出電路，組合DC/DC變換系統包括并聯的4個DC/DC變換子系統，每個DC/DC變換子系統均包括DC/DC變換模塊；控制系統包括主控制器及其協調控制的4個PWM波控制模塊，每個PWM波控制模塊分別控制對應的DC/DC變換模塊；輸出電路將4個DC/DC變換子系統的輸出并聯后輸出。主控制模塊通過實時采集板踏板加速度獲取駕駛員操作和汽車運行工況信息，確定所需的目標功率；根據所述目標功率，控制至少1個組合DC/DC變換子系統運行。本發明的可調式大功率DC/DC變換器輸出功率大、電壓穩定和電壓紋波小。

本發明屬于電機驅動和動力電池充電技術領域，具體涉及一種用于混合動力汽車的可調式大功率DC/DC變換器。

背景技術

目前，隨著全球汽車數量的增長，城市汽車排放污染日趨嚴重，傳統汽車燃料的供需矛盾也更加突出。氫燃料電池-鋰電池混合動力汽車是電動汽車的一種，被業界稱為終極環保汽車。燃料電池汽車中的燃料電池是將存儲燃料和氧化劑化學反應直接轉化為電能，其具有能量轉換效率高，無噪音無污染的優點。同時，但是燃料電池隨著輸出電流增大，輸出電壓減小的特性，具有輸出特性軟的缺點。然而，電動汽車的電機是一個非常大的動態負載，通常燃料電池需要通過一個DC/DC變換器再給驅動電機供電，DC/DC變換器需要滿足大功率、小體積、良好的散熱，高的動態性能。目前，氫燃料電池-鋰電池混合動力汽車中，驅動電機峰值功率能達到幾十千瓦甚至一百千瓦以上。燃料電池本身能量轉換效率高，為了提高整車的能量轉換效率，DC/DC變換器的功率也相應達到幾十千瓦甚至一百千瓦以上。在大功率DC/DC變換器中，為了實現較小的體積和散熱，現有的大功率燃料電池DC/DC變換器大多使用非隔離Boost拓撲。采用Boost拓撲，在控制實現上簡單，不配備隔離變壓器，雖然能減少體積和重量。但非隔離拓撲因為原副邊共地，為同一功率回路，會帶來傳導干擾、安全隱患等一系列問題。

中國專利文獻“201820773018.9”提出的一種高效大功率車載DC/DC電源，相對于傳統的DC/DC變換器可以輸出更高的功率，但是輸出電壓紋波較大。中國專利文獻“201810195442.4”提出一種燃料電池的DC/DC變換器，可以降低電壓紋波，但是無法控制組合DC/DC變換器接通的數量。

考慮到以上問題，本發明提出一種用于混合動力汽車的可調式大功率DC/DC變換器。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：針對現有技術存在的技術問題，提供一種用于混合動力汽車的可調式大功率DC/DC變換器，該DC/DC變換器可應用于大功率燃料電池的輸出電壓的調節，具有輸出功率大、電壓穩定和電壓紋波小的優點。

為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：

本發明提供了一種用于混合動力汽車的可調式大功率DC/DC變換器，所述可調式大功率DC/DC變換器包括：控制系統、組合DC/DC變換系統和輸出電路，組合DC/DC變換系統包括并聯的4個DC/DC變換子系統，每個DC/DC變換子系統均包括DC/DC變換模塊；控制系統包括主控制模塊及其協調控制的4個PWM波控制模塊，每個PWM波控制模塊分別控制對應的DC/DC變換模塊；輸出電路將4個DC/DC變換子系統的輸出并聯后輸出，主控制模塊通過實時采集板踏板加速度獲取駕駛員操作和汽車運行工況信息，確定所需的目標功率；根據所述目標功率，控制至少1個組合DC/DC變換子系統運行。

進一步，所述4個DC/DC變換子系統包括第一DC/DC變換子系統、第二DC/DC變換子系統、第三DC/DC變換子系統和第四DC/DC變換子系統，每個DC/DC變換子系統均包括DC/DC變換模塊具體為：第一DC/DC變換子系統包括第一DC/DC轉換模塊，第二DC/DC變換子系統包括第二DC/DC轉換模塊，第三DC/DC變換子系統包括第三DC/DC轉換模塊，第四DC/DC變換子系統包括第四DC/DC轉換模塊。