电动汽车内DC—DC变换器传导辐射的仿真研究

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电动汽车电磁辐射问题研究

电动汽车电磁辐射问题研究

电动汽车电磁辐射问题研究���i `Sԁ�L��Ob 2 ?駏駍•����=|����O5�I���$��u�I������u���0|���|�3}=�3�=t�ʹ�����L0��0���x٨ky”csibaskets/all-1-1.html” target=“_blank” class=“keylink”>方案及措施高压部件的控制电路、驱动电路以及功率电路集成于有限壳体内,且外部接插件已固定,短期内难以进行部件级整改,只有从分系统级层面提出整改方案。

基于3的分析,制定的分系统级整改方案可归纳为:电磁屏蔽,滤波吸收,接地优化。

4.2.1 电磁屏蔽电磁屏蔽是利用电磁波在屏蔽导体表面的反射和在导体内部的吸收以及传输过程中的损耗来降低电磁能量,抑制电磁干扰的一种措施。

实际的屏蔽机箱都有必要的穿孔、孔洞和缝隙,引起导电不连续性,产生电磁泄漏,通常用金属材料或磁性材料把所需屏蔽的区域包围起来,使屏蔽体内外的“场”相互隔离。

电磁场屏蔽必须同时屏蔽电场和磁场,空间电磁波在入射到金属体表面时会产生反射和吸收,电磁能量被大大衰减,从而起到屏蔽作用。

一般选择电阻率小的良导体材料,如:箔带、导电织物、导电涂层及镀层。

4.2.2 滤波滤波是根据信号频率特性,将信号中特定波段频率滤除的操作,是抑制和防止干扰的一项重要措施。

电动车的电源是直流电源或者50Hz的交流电源,所以使用低通滤波器。

通常在电源线输入端使用安规电容(X电容和Y电容)可以降低电磁干扰。

X电容用来抑制差摸干扰,Y电容用来抑制共摸干扰,电动车的高压电路中,既有共模电流存在,又有差模电流存在,所以一般同时使用X电容和Y电容。

图11,图12为两种安规电容,薄膜电容一般用作X 电容,瓷片电容一般用作Y电容。

动力线束上安装滤波器可吸收部分高频传导干扰,从而降低辐射骚扰水平。

安装滤波器需要破坏动力线束,电机控制器输入输出电流都较大,相应滤波器尺寸较大,无安装空间,仅在DC/DC变换器高压直流输入端和电机控制器进出线等位置,选择安装纳米晶材料、锰锌材料吸收磁环,将干扰噪声转化为热损耗,可降低共模干扰。

电动汽车DC/DC变换器电磁干扰研究

电动汽车DC/DC变换器电磁干扰研究
DC c o n v e te r r w o r k i n g p in r c i p l e a n d i t s E MI me c h ni a s m a r e r e s e a r c h e d . B y s e t t i n g u p he t t e s t b e n c h o f t h e DC/ DC c o n —
特 性 。在此基 础之 上 , 研 究 了降低 DC / DC变换器 E MI的有效措 施 , 满 足 了整车 使用 要求 。 关 键词 : 变换器 ;电动汽 车 ;电磁干 扰 中图分类号 : T M4 6 文献标识码 : A 文章编 号 : 1 0 0 0 — 1 0 0 X ( 2 0 1 4 ) 0 2 — 0 0 3 3 — 0 4
v e te r r , i t s E MI c h a r a c t e i r s t i c s i s o b t in a e d . On t h i s b a s i s , t h e e f e c t i v e me a s u r e s a r e r e s e a r c h e d t o r e d u c e he t E MI o f
车、 H E V和 纯 电动汽 车 ,是组成 电动汽 车动力 系
统 的关键部件 。 但D C / D C变 换器在工作过程 中的 高速 开关动作会形成严重 的 E MI ,对 整 车 电磁 环
( 1 . 重 庆长 安汽 车股份 有 限公司 ,重庆 4 0 1 1 2 0;2 . 重庆 长安福 特汽 车有 限 公司 ,重庆 4 0 1 1 2 0 )
摘要: D C / D C变 换器 是 电动 汽车 的关键 部件 , 同 时也是 最主 要的 电磁干 扰 ( E M I ) 源之 一 。对混 合动 力 电动汽 车 ( H E V) 平 台所 用 B u c k型 D C / D C变 换器 的工作 原理 和 E MI 形 成机 理进 行 了分析 , 搭建试 验 台架 , 获 得 了其 E MI

车用双向DC-DC变换器的仿真研究

车用双向DC-DC变换器的仿真研究
( 重庆大学高 电压电工新技术教育部重点实验室 , 重庆 4 O 4 ) O O 4
摘要 : 该文分析 了一种零 电压 ( V )双向 D ZS C—D C变换器 。 变换器由两个对称半桥组 成 , 功率传输 由相移脉宽调制 方式关的零电压通断 , 它 而且所用设备少 、 转换效率 高和控制 电路简 单。 此变换器 主要 用于
双向 D C—D C变换 器也应用 了软开关技术 , 实现开关管 的零
1 引言
为了实现功率 的双向传输 , 向 D 双 C—D C变换器应用在
直 流不停 电电源系统、 航天 电源 系统 、 电动 汽车 及电池 充电
电压( V )通断 。 而大多数软开关变换 器是低 功率或者能 ZS 然
中 图 分 类 号 :M4 T 6 文 献 标 识 码 : A
S mu a i n o i l t fBi— d r c i n l o i e to a
D C — DC Con e t r f r Ve i l v r e o h ce
HUANG Je —h i W A i u, NG Mi g—y Z n u, HOU F n eg
d v c s ih e f in y a d s mp e c n r 1 e i e ,h g f c e c n i l o to.Th o v re i l su e o u i a y p we u p y i u lc l i e c n e rma n y i s d f ra x l r o rs p l n f e el t i v h ce e e a b e i ls wh r i— d r c i n lDC —DC c n e e e d d f rc l t r a d b t r e h r e i t a e o o v r ri n e e o d sa n a ty r c a g .T e o e a i g t s o t e h p rt n p i c p e a d d sg u d l e f i i u t a a tra e p o i e n t i a e .At a t h i lto e u t rn i l n e i n g i e i so n cr i p r mee y r v d d i h sp p r n ma c s es mu a i n r s l l t s a e as r s ne . r lo p e e t d KEYW ORDS: r Ze o— v la e — s th n / i— d r c in;P a e —s i d l t n o tg wi i g b c ie t o hs h f mo u a i ;F e e l e i l t o u l l v hce c

双向DCDC变换器的研究

双向DCDC变换器的研究

双向DCDC变换器的研究随着电子技术的飞速发展,电源管理技术已成为制约电子产品性能和功能的关键因素。

其中,DCDC变换器作为电源管理的重要组成部分,已经引起广泛。

本文将重点探讨双向DCDC变换器,以更好地满足电子设备的能量转换需求。

双向DCDC变换器是一种可以同时进行电能双向传输的电路模块,它可以在不同的输入和输出电压之间实现能量的双向流动。

这种变换器在通信、计算机、工业控制等领域应用广泛,具有重要的实际意义。

双向DCDC变换器可以根据不同的分类方法进行划分。

根据有无变压器可以分为有变压器和无变压器两种类型。

其中,有变压器类型的变换器可以通过改变变压器匝数比实现电压的升降,具有较高的电压调节精度;而无变压器类型的变换器则通过电子开关进行能量的双向传输,具有较小的体积和重量优势。

根据控制方式的不同,双向DCDC变换器还可以分为电流控制和电压控制两种类型。

电流控制型变换器通过控制电流来调节输出电压,具有较快的动态响应速度;而电压控制型变换器则通过控制输出电压来间接调节电流,具有较小的体积和成本优势。

双向DCDC变换器在不同领域具有广泛的应用。

在通信领域,双向DCDC 变换器可以用于基站电源、光端机等设备的能量供给;在计算机领域,双向DCDC变换器可以实现电源的模块化和高效化,提高系统的可靠性和稳定性;在工业控制领域,双向DCDC变换器可以实现分布式能源管理,提高能源利用效率。

双向DCDC变换器作为一种重要的电源管理技术,具有广泛的应用前景。

本文对双向DCDC变换器的深入研究,旨在为电子设备的能量转换需求提供更好的解决方案,并为相关领域的研究和应用提供参考和借鉴。

随着环境保护和能源效率问题日益受到重视,电动汽车的发展逐渐成为汽车工业的必然趋势。

在电动汽车中,双向DCDC变换器作为一种重要的电力电子设备,可以有效提高能量的利用率和系统的效率。

本文将对电动汽车双向DCDC变换器的研究进行深入探讨。

在国内外学者的研究中,双向DCDC变换器已取得了许多成果。

电动汽车双向DC-DC变换器的研究

电动汽车双向DC-DC变换器的研究

电动汽车双向DC-DC变换器的研究电动汽车双向DC/DC变换器的研究引言随着环境问题的日益突出和人们对能源资源的关注,电动汽车作为清洁能源交通工具得到了广泛的关注和推广。

而电动汽车中的双向DC/DC变换器作为关键的能量转换器件,对于电动汽车的性能和效能有着重要影响。

因此,本文旨在对电动汽车双向DC/DC变换器进行研究,探讨其工作原理、优势和挑战。

一、双向DC/DC变换器的工作原理双向DC/DC变换器是一种能够实现能量的双向转换的电子器件,在电动汽车中发挥着重要的作用。

其基本的工作原理是通过调整输入电压和输出电压之间的电压和电流关系,实现能量的转移和转换。

具体而言,双向DC/DC变换器由两个电感、两个开关管和一个电容组成。

当输入电压较高时,通过控制开关管的导通和关断,将电能从高压端转移到低压端,实现升压转换。

当输入电压较低时,通过控制开关管的导通和关断,将电能从低压端转移到高压端,实现降压转换。

这种双向的能量转换方式,可以满足电动汽车电池组充电和放电的需求。

二、双向DC/DC变换器的优势1. 提高能量利用率:双向DC/DC变换器能够实现能量的双向转换,充分利用电池组的能量,提高能量利用率,延长电动汽车的续航里程。

2. 实现快速充电:双向DC/DC变换器可以通过升压转换将输入电压提高到较高的水平,实现电动汽车的快速充电,在短时间内充满电池组。

3. 实现能量回馈:双向DC/DC变换器可以将电动汽车制动过程中产生的能量回馈到电池组中,减少制动能量的浪费,提高能量的利用效率。

三、双向DC/DC变换器的挑战1. 功率损耗问题:由于双向DC/DC变换器需要进行能量的转换和转移,其中会产生一定的功率损耗,降低了系统的能量利用率和工作效率。

2. 温度问题:由于功率损耗的存在,双向DC/DC变换器会产生一定的热量,导致温度升高。

过高的温度会影响系统的性能和寿命,因此有效的散热设计是非常重要的。

3. 控制问题:双向DC/DC变换器需要实时控制输出电压和电流的波形,并保持稳定。

车载移相全桥DC-DC变换器的设计与仿真

车载移相全桥DC-DC变换器的设计与仿真

车载移相全桥DC-DC变换器的设计与仿真何德威;石春;吴刚【摘要】采用数字控制方式的移相全桥DC-DC变换器具有控制回路结构简单、抗干扰能力强等优点.以车载移相全桥DC-DC变换器为控制对象,在分析其拓扑结构并得到二阶数学模型的基础上,通过频域分析系统的稳定性,并设计数字PID控制器,构成闭环系统.采用Saber-Sirnulink联合仿真的方式指导参数调节,在兼顾仿真系统收敛性的基础上加快仿真速度,缩短PID参数的调整过程;在考虑车载电源对快速性、超调量的要求下,得到满足要求的控制器参数.通过样机试验验证了分析的正确性.【期刊名称】《自动化与仪表》【年(卷),期】2019(034)004【总页数】5页(P75-79)【关键词】数字控制;移相全桥;车载;PID控制;联合仿真;Saber;Simulink【作者】何德威;石春;吴刚【作者单位】中国科学技术大学信息科学技术学院,合肥230026;中国科学技术大学信息科学技术学院,合肥230026;中国科学技术大学信息科学技术学院,合肥230026【正文语种】中文【中图分类】TM46;U463.6近年来,由于环境污染、化石能源短缺等问题日益突出,以电动汽车为代表的新能源汽车受到了人们的关注,且发展迅速,对电动汽车车载电力电子设备的研究也方兴未艾。

针对电动汽车车载高低压直流变换器(DC-DC)的研究则是车载电力电子技术的重点,考虑到电动汽车越来越严苛的能耗要求、车载情况下复杂的电磁环境以及逐渐增加的电附件,对电动汽车车载DC-DC 变换器在效率、抗干扰、大功率等方面提出了越来越高的标准。

移相全桥PSFB(phase-shift full bridge)拓扑,采用外加电感与开关管寄生电容(或并联电容)谐振的方式实现软开关技术,在高频应用时相比全桥拓扑能极大地提高效率,同时能够适用于大功率的应用场合。

而传统PSFB 变换器的控制器往往采用模拟IC 芯片搭配分立元器件来实现功能,相比之下,数字控制系统具有控制回路简洁、抗干扰能力强的优点,并且数字控制芯片兼有实时通讯等接口,能够满足车载环境下实时监控与通讯等需求。

电动汽车双向 DC-DC 变换器的设计与实现

电动汽车双向 DC-DC 变换器的设计与实现

电动汽车双向 DC-DC 变换器的设计与实现发表时间:2020-06-30T15:02:12.550Z 来源:《基层建设》2020年第7期作者:杨永超[导读] 摘要:本次设计通过采用双向DC-DC变换器实现对锂电池的充放电,分为主电路和控制电路两部分。

中北大学朔州校区摘要:本次设计通过采用双向DC-DC变换器实现对锂电池的充放电,分为主电路和控制电路两部分。

主电路采用了双向半桥DC-DC变换电路,以IR2104作为驱动芯片,PWM波控制功率开关管的导通与关断,同时选择具有低导通内阻、低输入电容的MOSFET开关管,实现同步整流,极大地降低了导通损耗与开关损耗,使得整个系统具有极高的充放电效率。

控制电路选择型号为STC12C5A60S2的单片机为主控芯片,利用PWM技术控制开关管的通断,进一步实现控制功率的双向流动,从而实现锂电池的充放电控制;控制电路除了控制部分,还有辅助电路部分,辅助电路主要包括辅助电源模块、采样模块、液晶显示模块、按键模块。

本次设计具有体积小、重量轻、成本低的特点。

关键词:开关电源,双向DC-DC变换,同步整流技术,PWM技术一、发展趋势近年来,纯电动汽车的比例在整个汽车发展的占比中逐渐提高,对汽柴油市场的影响越来越大,汽车电动化也将会是世界汽车行业未来的转型方向。

伴随着电动汽车的技术不断地完善,各类型、各品牌电动汽车在市场上也重新洗牌。

除了我国之外,欧洲、日本、美国等在电动汽车的技术发展方面,都有自己的特点。

二、研究内容在本次设计中,设计了一种双向DC-DC变换器,低压侧为5节锂电池串联而成,高压侧为学生电源,通过设计的变换器实电压的升降。

该变换器的主电路以半桥式双向DC-DC拓扑结构为基础,利用同步整流和软开关技术。

整体设计而言,系统具有很高的转换效率。

除了主电路,通过相应的芯片来实现对电路的控制,实现电路各种模式的相互转换,对低压侧电流、电池组侧电压,高压侧电压进行采样、利用芯片调节,实现电路的动态平衡,使得系统更加稳定。

新能源汽车DC-DC变换器产业深度研究报告

新能源汽车DC-DC变换器产业深度研究报告

新能源汽车DC-DC变换器产业深度研究报告01 概述新能源汽车DC/DC变换器概念新能源汽车DC/DC变换器是电压变换装置,可以将动力电池高电压转换为恒定低电压给全车电气设备供电,又可以给低压蓄电池充电;其输入和输出电压等级均是12V的倍数;其有规范化的型号命名规则。

DC/DC变换器在新能源汽车电气系统中的位置DC/DC变换器一端连接动力电池,另一端连接低压蓄电池;其一方面将动力电池高压(200~400V/48V)转换成低压对低压蓄电池进行充电,另一方面给整车低压电气设备供电,其作用类似于燃油汽车发电机。

DC/DC变换器构成及工作原理DC/DC变换器由控制芯片、电感线圈、晶闸管、三极管以及不同型号的电容器等构成;DC/DC变换器在工作过程中首先将高电压进行直流变交流的逆变,然后再通过整流将交流电变为低压直流电。

新能源汽车DC/DC变换器类型DC/DC变换器分非隔离DC/DC变换器和隔离DC/DC变换器,根据所用功率开关管数量又分为单管、双管和四管三类;隔离型DC/DC变换器通过变压器实现隔离,对新能源汽车的车载安全更加有益。

隔离型双向DC/DC变换器拓扑结构双向DC/DC变换器一般由双向DC/AC模块、高频变压器和双向AC/DC模块组成,其采用的拓扑结构一般包括半桥、全桥、推挽等,其中半桥结构较常见,全桥结构原理上分析结构较完美。

单向与双向DC/DC变换器的概念单向DC/DC变换器可实现电流单向流动,双向DC/DC变换器在单向DC/DC变换器的基础上改造,通过不同的控制信号实现功率的双向流动。

DC/DC变换器产业链DC/DC变换器上游包括控制芯片、电感线圈、电容器和功率半导体等,其中铁氧体磁芯、Si 和SiC等为上游元件的重要原材料,下游主要应用在新能源汽车、地铁、计算机和工业仪表等领域。

02 技术及发展趋势分析新能源汽车DC/DC变换器技术指标新能源汽车DC/DC变换器的技术指标包括功率等级、效率、容积重量功率密度、散热方式和成本等;其中效率是非常重要的指标,它可决定DC/DC变换器的散热方式。

基于H桥的DC-DC变换器理论分析与仿真研究

基于H桥的DC-DC变换器理论分析与仿真研究
DC - DC c o n v e r t e r c a n a c h i e v e b i p o l a r o u t p u t . B a s i c s t r u c t u r e o fDC - DC c o n v e r t e r b a s e d o n H- b r i d g e w a s

要 :传统 的 Bu c k电路只 能实现 单 极性 输 出 ,而对 于 一些 需要双 应 用要 求 。基于 H桥 的 DC . D C变 换器 在保 证与 B u c k电路相 同输 出性 能 的前提 下 ,可 以实 现 双极性 输 出 。分 析 了基 于 H 桥 的 DC . DC变换 器基 本 结构 ,探 讨 了其基 本 工作 原理 ,并对其 在 开环控 制下 输 出性 能进行 了仿 真研 究 。仿真 结果 表 明基于 H桥 的 DC. DC变换器 是可 行 的 。 关键 词 :单极 性输 出 双极 性输 出 H桥
r e q u i r e me n t s o fo c c a s i o n s w h i c h n e e d b i p o l a r o n t pu t v o l t a g e s u c h a s DC mo t o r e x c i t a t i o n c o n t r o l l e r . On t h e p r e mi s e o f s a me O U t p u t p e r f o r ma n c e s b e t w e e n H- b r i d g e DC - DC c o n v e r t e r a n d B u c k c o n v e r t e r , H- b r i d g e

双向DC变换器拓扑的电动汽车电磁干扰仿真

双向DC变换器拓扑的电动汽车电磁干扰仿真
计 阶段 对 电动汽 车的 电磁 干扰 进行 预测 , 缩短 开发 周期 .
关键 词 : 电动 汽车 ;电磁 干扰 ;双 向 D C—D C;仿真 ; 测 预
中图分 类号 : M9 1 5 T 2 . 文献 标志 码 :A 文 章编 号 :10 — 6 3 2 1 ) 4 0 1 — 4 07 2 8 (02 0 — 08 0
第1 7卷
第 4期
哈 尔 滨 理 工 大 学 学 报
J OURN F HARBI UNI RST C ENC AL O N VE I Y OF S I E AND T C OL E HN OGY
Vo . 7 No 4 11 . Au . 2 2 g 01
21 0 2年 8月
摘 要 : 了研 究带双 向 D 为 C—D C和 D A C— C拓 扑 结构 电动 车的 电磁 干扰 , 对 电动 汽 车能量 在 变换 器拓扑进 行详 细分析 的基 础上 , 立 了包含 两个共模 电压 系统的传 递 函数 . 建 由于各种 电动 汽车
中能量 变换 电路 拓 扑结构 的 差异 , 以及连接 、 固定 方式 、 开关 器件 的不 同 , 导致 了在共模 电流 回路 参 数 变化 时 , 车体 产生 不 同的共模 电压 , 在 对此进 行 了时域 和频 域的 分析 , 并建 立 了仿 真模 型. 真结 仿 果表 明 , 同的参数 变化 时 , 不 对共模 电压 的低频 或 高频段 产 生不 同的影 响. 用仿真 结果 , 以在 设 利 可
E I mua in o e t c Ve il t . i c in I M Si lt fElc r hce wi Bi r t a o i h d e o
DC a sor Tr n f merTop lg oo y

新能源汽车功率电子系统的多物理场耦合仿真

新能源汽车功率电子系统的多物理场耦合仿真

新能源汽车功率电子系统的多物理场耦合仿真随着环保意识的提高以及对能源资源的需求日益紧迫,新能源汽车逐渐受到人们的关注和青睐。

新能源汽车采用电力驱动,其中功率电子系统是实现电能转换和控制的核心部件。

为了确保功率电子系统的稳定性和可靠性,多物理场耦合仿真技术被广泛应用于新能源汽车领域。

一、多物理场耦合仿真介绍多物理场耦合仿真是一种涉及多个物理场相互作用的计算分析方法。

在新能源汽车中,功率电子系统包含直流-直流(DC-DC)变换器、直流-交流(DC-AC)逆变器、电机和电池等组件。

其中,电磁场、热场和电场是功率电子系统中的重要物理场,它们之间相互影响,共同决定了系统的性能和安全性。

二、电磁场耦合仿真电磁场在功率电子系统中起着重要的作用,其影响因素主要包括电感、电容和绕组等。

通过电磁场耦合仿真,可以分析系统的电磁辐射水平、温度分布以及电磁干扰等问题,同时优化设计方案,提高系统的稳定性和可靠性。

三、热场耦合仿真功率电子系统中的元器件在工作过程中会产生大量的热量,如果不能有效地散热,会导致温度过高,从而引发元器件的损坏甚至系统的故障。

通过热场耦合仿真,可以模拟并分析系统的温度分布,优化散热方案,确保系统运行在安全的温度范围内。

四、电场耦合仿真电场是功率电子系统中的另一个重要物理场,其主要影响因素是电压和电流。

通过电场耦合仿真,可以分析系统中的电压分布、电流波形以及电压稳定性等问题,进而优化电子元件的布局和电路参数,提高系统效率和性能。

五、多物理场耦合仿真的实例应用以电动汽车的电机驱动系统为例,利用多物理场耦合仿真技术可以更全面地评估系统的性能。

首先,通过电磁场耦合仿真,模拟电机中的电磁场分布,分析电磁辐射对周围环境的影响。

其次,通过热场耦合仿真,模拟电机工作时产生的热量分布,优化散热系统,确保电机在安全温度范围内运行。

最后,通过电场耦合仿真,分析电机驱动系统中的电压波形和电流波形,优化电路参数,提高系统的效率。

双向全桥dc-dc变换器建模与调制方法的研究-概述说明以及解释

双向全桥dc-dc变换器建模与调制方法的研究-概述说明以及解释

双向全桥dc-dc变换器建模与调制方法的研究-概述说明以及解释1.引言1.1 概述双向全桥DC-DC变换器是一种较为常见的电力电子转换器,广泛应用于电力系统、电动汽车、可再生能源等领域。

它具有高效能、高可靠性和灵活性等特点,可以实现双向能量传输和电压变换。

因此,对双向全桥DC-DC变换器的建模与调制方法进行研究具有重要意义。

概括地说,双向全桥DC-DC变换器由两个单相桥连接而成,其输入和输出可以分别是直流电压或交流电压。

通过控制开关器件的开关状态和占空比,可以实现能量的双向流动和电压的升降。

其基本结构包括四个功率开关器件、两个变压器和一组电容滤波器。

通过适当设计变压器和电容参数,可以实现不同电压转换比的变换功能。

为了更好地理解双向全桥DC-DC变换器的工作原理和性能特点,需要进行准确的建模和分析。

建模方法是研究的关键一步,可以基于功率平衡原理和电磁场方程建立数学模型,描述其动态特性和稳态行为。

同时,调制方法则是控制变换器工作状态的关键技术,可以利用不同的调制策略来实现对输出电压的精确控制。

本文旨在对双向全桥DC-DC变换器的建模与调制方法进行深入研究。

首先,我们将介绍双向全桥DC-DC变换器的基本原理和结构,包括其工作原理、拓扑结构和特点。

接着,我们将详细探讨双向全桥DC-DC变换器的建模方法,包括基于电压平衡方程和状态空间方程的建模方式。

同时,还将介绍常用的建模工具和仿真方法,以及模型参数的确定方法。

在建立准确的数学模型基础上,我们将重点研究双向全桥DC-DC变换器的调制方法。

我们将介绍常见的调制策略,如PWM调制、多谐波调制和频率调制等,并比较它们的优缺点。

同时,还将探讨调制参数的选择和调制器件的设计原则,以及调制方法与输出性能指标之间的关系。

在研究的结论部分,我们将总结本文的研究结果,归纳出双向全桥DC-DC变换器建模与调制方法的主要贡献和应用价值。

同时,我们也将讨论研究的局限性和未来的研究方向,以期进一步完善和拓展相关领域的研究。

电动汽车用双向DC/DC变换器研究

电动汽车用双向DC/DC变换器研究

流, 中间一般 都带 变压 隔离器 , 或是 虽没 有 隔离变压
0 引 言
双向 D / C DC变 换 器 不 仅 应 用 于 蓄 电 池 充 放 电, 而且也是 航 空能 源 及 电 动汽 车 车 载 电 源 的关 键 环节 , 近年 来 , 向 D / 双 C DC变 换 器 备 受 关 注 , 用 应
姚 道 如
( 徽 职 业技 术 学 院 ,合 肥 安 20 1 ) 3 0 1

要: 一般 双 向 D / C 变换 器存 在 的 问题 是 通 过 D — A CD c c—D C进 行 变 换 , 不 具 有 软 开 关 技 术 . 对 蓄 电 且 针
池、 电动 汽 车 等 , 计 了 一种 新 型 双 向 D / C变 换 器 , 需 经 过 D 设 CD 不 C—AC— D C变 换 , 采 用 了软 开 关 技 术 . 压 且 升
第 2 卷 第 2期 6 21 0 0年 4月
Hale Waihona Puke 德 州 学 院 学 报 J u n lo z o ie st o r a fDe h u Un v r i y
Vo . 6, . 12 No 2
Ap ., 0 0 r 2 1
电动 汽 车 用双 向 D / C变 换 器研 究 CD
器但 缺少 考虑 软 开关 技 术 , 此 , 过 研 究 , 文提 为 经 本 出一 种新 型 电动 汽车 用 双 向 D / C变 换 器 _ CD 】 ,
直 接将 直流变 换成 直流 , 中问不需 要变 压隔离 器 , 且
应 用 了软开 关 技 术 , 压 时 , 用 b ot 换 , 升 采 os变 降压
的 电压 和低压 【 串联 , 电容 C 进 行充 电 , 右端 , 对 。 在

毕业设计 用于电动汽车的双向DC-DC变换器研究与仿真

毕业设计  用于电动汽车的双向DC-DC变换器研究与仿真

毕业设计(论文)题目用于电动汽车的双向DC-D C交换器研究与仿真专业学生姓名班级学号指导教师指导单位日期: 年月日至年月日毕业设计(论文)原创性声明本人郑重声明:所提交的毕业设计(论文),是本人在导师指导下,独立进行研究工作所取得的成果。

除文中己注明引用的内容外,本毕业设计(论文)不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。

对本研究做出过重要贡献的个人和集体,均己在文中以明确方式标明并表示了谢意。

论文作者签名:日期:年月日摘要随着能源、环保等问题的日益突出,电动汽车成为近年来发展迅速的一种新型汽车,是21 世纪最具有发展前途的绿色清洁汽车。

电动汽车是用电池替代传统的汽油作为车载能源的,然而在现有的技术条件下,动力电池的性能是电动汽车发展的主要瓶颈。

双向DC-DC 变换器可以优化电动机控制、提高电动汽车整体的效率和性能。

针对双向DC-DC 变换器存在的开关损耗高等问题,本文研究了一种隔离型双向软开关DC-DC 变换器。

在介绍变换器工作原理的基础上,本文着重分析了电压、电流的变化规律,特别是推导出各开关元件实现软开关的条件及其数学表达式,并得到了实现软开关的通用条件。

最后通过Sab e r 软件对电路在两种模式下的稳态工况和软开关特性进行仿真研究,仿真结果证明根据该通用条件设计的变换器能够在大负载范围内实现软开关。

关键词: 双向DC-DC 变换器;PWM 控制:移相控制:软开关ABSTRACTEl ec tric Vehicl e(E V) b ec ome s a kind of n ew,fast-developing vehicle in th e last years,which ha s th e b est futureωa green vehicle,as 由e problems of energy and environment are b ecoming more and mor e se riou s in th e 21st centur予The energy in EV i s provid e d by storage batt eries instead of traditional gasoline and the d eve lopm en t of EV 町e limit e d by th e capacity of it s s tora ge batt eries with current t ec hnologi es. It can improv e 由e p er formance of th e s torage batteri es and th e working effi ci e ncy of driving sys t e m s by u s in g bidir ec tional DCIDC converter in El ec tric Vehicl e a t pr ese nt.A s oft sw itchin g bi-dir ec tional DCIDC converter was dev e loped to reduc esw itching lo sses. Op e ration principl e of the proposed converter i s introduced. Th e s oft sw itching principle i s also introduced briefly. On th e ba s i s of the operational analy s i s,th e characteristic of the voltage and current i s illu s trat e d and the ZVS conditions of th e diff e r e nt s witch es ar e al so given in d e tail. Wh at i s more,th e formula of th e univer s al ZVS condition for all th e sw itch es i s speci ally d e duced to s扫nplify th e four ZVS conditions into one formula for the convenience of th e de s ign. An d the s t ea dy s tate conditions and s oft sw itchin g characteristic of the circuit in tho se two op e rating mode,are d em on s trated by the Sab e r,expe rimental results obtain e d from th e converter ares hown to veri句r the validity of th e univ e r s al ZVS condition.Key words: Bi-Dir ec tional DCIDC converter; PWM control; Pha se-s hlft control;Soft sw itching目录第一章绪论...................................................."11.1课题背景和意义.................................................11.2双向DC-DC变换器概述..........................................21.2.1双向DC-DC变换器的原理 (2)1.2.2双向DC-DC变换器的拓扑结构 (3)1.2.3双向DC-DC变换器的控制方式 (5)1.3双向DC-DC变换器在电动汽车上的应用 (6)1.4 论文的主要研究内容和结构.......................................9第二章双半桥双向DC-DC 变换器工作原理与结构分析 (11)2.1电动汽车双向DC-DC变换器.....................................112.1.1燃料电池电动汽车能量管理系统..............................112.1.2蓄电池燃料电池电动汽车动力系统工作模式分析 (12)2.2双半桥双向DC-DC拓扑结构的选择与分析 (12)主功率拓扑的选择 (12)2.2.2控制方案选择 (13)2.2.3拓扑电路的分析 (13)2.3变换器等效电路 (14)2.4变换器换流分析 (16)正向工作模式 (16)2.4.2反向工作模式 (18)正向/反向模式下的软开关条件 (19)2.6本章小结 (19)第三章双半桥双向DC-DC 变换器稳态特性分析与设计 (20)3.1双向变换器输出特性分析 (20)3.2变换器设计....................................................22变压器漏感选择 (22)3.2.2开关管应力分析 (23)3.2.3输入电感设计 (24)3.3本章小结 (24)第四章仿真验证 (25)结束语 (28)致谢 (29)参考文献 (30)第一章绪论1.1课题背景和意义当今世界,环境和能源问题成为世界各国关心的热点问题。

DC-DC 变换器的仿真

DC-DC 变换器的仿真

DC-DC 变换器的仿真机自099 谭玄 0910310517 DC-DC 变换器即Buck 变换器,对Buck 电路的开关过程进行分析。

Buck 电路的基本拓扑电路如图 1 所示。

Buck 变化器有电感电流连续(CCM) 和电感电流断续(DCM)2 种工作模式。

这里仅对CCM 模式进行分析和仿真,在CCM 模式下,电路工作过程分V T 导通和关断2 个阶段。

V T 导通时为电感L 储能阶段,此时电源向电感及负载提供能量,V T 关断时电感L 释放能量供负载工作。

在CCM 模式下, Buck 电路的工作情况如图2 所示,图2 (a) 为V T 导通时的拓扑电路,图2 (b) 为V T 关断时的拓扑电路。

状态空间平均法从图2 的拓扑电路中,可以分别写出Buck 变换器导通和关断2 个阶段的状态方程。

在1 个开关周期内用状态空间平均法可以得到1 个关于输出电压和开关频率的非线性状态方程。

V T 导通时的状态方程为: V T 关断时的状态方程为:对式(1) 和式(2) 用时间平均得到:式(3) 中, Uo 代表输出电压; D 代表占空比; IL 代表电感电流;Ui 代表输入电压。

用Simulink 进行数学建模如图3 所示。

该模型中k = D/ L ; k1 = 1/ C; k2 = 1/ RC; k3 = 1/ L 。

Scope1s Integrator11s Integratork2Gain3k1Gain2k3Gain1k Gain20ConstantDC-DC 变换器模型Constant 代表输入电压。

模型上半部分为电感电流iL 的状态方程的模型实现, 下半部分是关于电容电 压uC 的状态方程的模型实现。

DC-DC 变换器仿真实验结果图中横坐标为t/ s ,纵坐标为Uo ·iL / V ·A) 。

仿真参数为: d = 0. 4 ; L = 200μH; C = 50μF; R = 5 Ω; f =10 kHz 。

1.2kW车载DCDC变换器设计与研究

1.2kW车载DCDC变换器设计与研究

本文设计了一台1.2k W车载DC/DC变换器,建立了一种由移相控 制全桥电路和倍流整流电路两部分组成的系统,设计了主电路参 数及其控制系统。建立了Matlab/Simulink环境下车载DC/DC变 换器的完整仿真模型,能准确的反应控制系统的特性。
完成了基于Freescale 9S08和TI的UCC28950为控制核心的控制 系统硬件电路设计,采用了优化的辅助电源系统,编写了车载 DC/DC变换器的软件程序,完成了整个系统的组装和实验工作。 测试样机在输出功率为1.2k W时效率达到91%,输出电压为14V, 电压纹波为100m V,完成了符合《GB/T 24347-2009电动汽车 DC?DC变换器》标准的部分相应实验,并进行了实车实验,验证了 针对其应用而提出的控制方法和系统参数设计方法的正确性。
1.2kW车载DC/DC变换器设计与研究
为了保护日益恶化的人类生存环境,响应节能环保的可持续发展 主题,电动汽车逐步走入人们的视野中,引起了广泛的关注。伴 随着国内电动汽车的快速发展,其核心零部件的研发也得到了很 大的提升,尤其是在电池、电机以及整车控制器三大核心部件方 面下面简称车载DC/DC)的研究在国内起步较晚,发展速度相对 较慢,这不利于国内电动汽车的发展。

纯电动汽车车内电磁辐射高效仿真方法研究

纯电动汽车车内电磁辐射高效仿真方法研究

纯电动汽车车内电磁辐射高效仿真方法研究李晓杰;李洋;张润哲;苏振浩;韩宁【摘要】The electromagnetic radiation simulation of pure electric vehicles has the problems of many in-terference sources,complex model structures,deep integration of electromagnetic fields,large amount of calculation and long simulation time.Based on the basic theory of electromagnetic radiation,an effi-cient electromagnetic radiation simulation method for establishing equivalent model was proposed,which was used to analyze the electromagnetic radiation inside certain pure electric vehicle and the real vehicle test was verified.The results illustrate that the simulation method is reliable when the electromagnetic radiation simulation of pure electric vehicle is conducted,and the error between electromagnetic radiation simulation inside vehicle and test results is less than 8%.Meanwhile,it can achieve the purposes of re-ducing calculation amount and lowering simulation time.Taking drive motor as research obj ect,the sim-ulation time of this method is reduced by about 78% compared with the general method.The method can provide a reference method for the electromagnetic radiation simulation under combined action of multi-ple electrical devices.%针对目前纯电动汽车车内电磁辐射仿真存在干扰源多、模型结构复杂、电磁场深度融合、计算量大、仿真时间长的现状,基于电磁辐射基本理论提出了一种建立等效模型的高效电磁辐射仿真方法.运用该方法对某款纯电动汽车车内电磁辐射情况进行了分析,并进行了实车测试验证.结果表明,该仿真方法用于纯电动汽车车内电磁辐射仿真时不仅结果可靠,整车车内电磁辐射仿真与测试结果误差小于 8%,而且可以达到减少计算量,降低仿真时间的目的,以驱动电机为研究对象,该方法的仿真时间与一般方法相比缩短了约 78%.该方法可为多个用电设备共同作用下的电磁辐射仿真提供一种参考方法.【期刊名称】《中北大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2018(039)005【总页数】7页(P508-514)【关键词】纯电动汽车;车内电磁辐射;等效模型;高效仿真;实车测试【作者】李晓杰;李洋;张润哲;苏振浩;韩宁【作者单位】中北大学能源动力工程学院,山西太原 030051;中北大学能源动力工程学院,山西太原 030051;山西北方机械制造有限责任公司,山西太原 030009;中北大学能源动力工程学院,山西太原 030051;中北大学能源动力工程学院,山西太原 030051【正文语种】中文【中图分类】U469.72+20 引言纯电动汽车近年来发展迅速,其安全问题涉及很多领域,电磁兼容就是其中一个重要方向[1]. 一方面车内设备或系统处在电磁环境中时,会因为受到电磁骚扰而工作异常;另一方面人体处在电磁环境中时,身体健康也会受到不良影响[2]. 针对纯电动汽车车内电磁辐射存在的危害,有必要对车厢密闭小空间内存在的复杂电磁场进行研究.目前,进行电子设备的电磁辐射仿真,通常需要先将研究对象的三维物理模型转化为电磁模型,再进行电磁仿真. 这种仿真方法的优点是可以准确表达研究对象的几何特征. 但存在以下问题:较多细节的物理模型会使电磁模型变得复杂,从而增加计算量,对计算机计算内存提出了很高要求;复杂的模型会导致网格产生畸变,使结果出现误差. 特别是当研究对象同时包含多个用电设备时,模型尤为复杂,以上两方面问题更加突出,所以探索出一种结果可靠,同时对计算机计算内存要求较低,仿真速度快,仿真时间短的高效电磁辐射仿真方法是十分必要的[3-6].本文运用电磁辐射原理提出了一种建立等效模型的电磁场仿真方法,在此基础上以某款纯电动汽车为研究对象,建立了车内主要电磁干扰源的等效模型,通过使用CST软件仿真分析了目标车内空间的电磁辐射情况,并且进行了整车车内电磁辐射测试,对比仿真结果和测试结果,验证了仿真方法的高效性.1 建立等效模型的理论1.1 时域有限积分法基本原理麦克斯韦方程组是在大量实验基础上得到的电磁运动规律的总结,它普遍适用于各种电磁场问题的求解[7],当研究对象为纯电动汽车时,同样需要以麦克斯韦方程组为基础.麦克斯韦方程组的积分形式(1)(2)(3)∮sBds=0.电磁辐射的仿真过程即是电磁场问题的数值计算过程. 通常使用的数值算法包括时域有限差分法、传输线矩阵法、矩量法及有限元法和有限积分法,这些方法在求解电磁场问题时各有利弊[8].有限元法对计算机的计算内存要求较高;时域有限差分法和矩量法的适用范围窄,无法完成复杂模型的电磁问题的计算;有限积分法相比较其他算法适用范围广泛,尤其是适用于研究形状结构复杂并且实际物理尺寸远远大于辐射波长的对象(如本文研究的对象纯电动汽车),另外在计算时间和计算速度方面也存在一定优势[9].本文仿真使用的软件为CST工作室,该软件就采用了时域有限积分法,本文后续仿真工作都将在这个软件中完成.时域有限积分法是建立在离散化的积分形式的MaxWell方程组上,其基本步骤可以概括为:1) 将MaxWell方程组的积分形式离散化转换成MaxWell网格方程组;2) 选取相应的截断边界条件;3) 按时间顺序把MaxWell网格方程组在空间网格上依次求解,继而得到相应的电场量和磁场量[10].通过下面的矩阵方程可以表示麦克斯韦方程组的离散过程.(5)(6)Sb=0,(7)式(5)~式(8)即麦克斯韦网格方程[11].1.2 建立等效模型的理论依据根据产生电磁辐射原理的不同可分为差模辐射和共模辐射. 差模辐射产生的原理是因为电路中传送电流的导线所形成的环路;共模辐射产生的原理是因为电路中不需要的电压降[12], 辐射原理如图 1 所示.根据图 1 和图 2 所示原理,将差模辐射看作为一个环形天线模型,将共模辐射看作为一个电偶极子天线模型.差模辐射产生的电场强度值可以由式(9)计算得到(9)式中: E为电场强度; f为频率; A为环路面积; Id为差模电流, 表示产生差模辐射电流的大小; r为检测点到环路中心的距离.图 1 电磁辐射原理图Fig.1 Principle diagram of electromagnetic radiation 共模辐射产生的电场强度值可以由式(10)计算得到(10)式中: E为电场强度; f为频率;电流Ic为共模电流,表示电缆上共模电流的大小; L为电缆长度; r为检测点到电缆的距离.令式(9), 式(10)相等,则有(11)对于本文研究对象纯电动汽车而言,l的数量级通常取为101,f的数量级通常取为108,A的数量级通常取为10-4,可以将式(11)化简为(12)由式(12)可知,差模电流比共模电流大3个数量级时,才能产生相同数量级的电场辐射量. 基于这个原理,在进行电磁场仿真时,可以只考虑共模辐射而不考虑差模辐射,将电子设备的电磁模型等效为电偶极子天线模型.2 模型的建立2.1 车体简化模型的建立建立车体模型时,需要将车体的三维物理模型转化为用于电磁辐射仿真的电磁模型. 具体做法:1) 车体内包含许多形状复杂,建模难度大的部件,并且这些部件不会影响所研究的车内空间的电磁辐射结果,包括纯电动汽车的轮胎,车内座椅,后视镜,排气管和车灯,所以在模型转化的过程中可以直接在模型中去掉这些部分;2) 选择使用网格的阶梯逼近方法来处理车体的曲面结构;3) 设置车身和各个支柱等车体的材料为良导体材料;4) 将车体上的一些细小的空洞和缝隙均填满,保证电磁辐射仿真结果的准确性.通过以上的模型转化的办法,建立起车体的用于电磁计算的电磁模型,其中车身模型的几何尺寸为4 600 mm×1 700 mm×1 400 mm. 网格划分采用六面体网格,因为相比较于四面体网格,六面体网格计算时更容易收敛,离散误差小. 划分好网格的车体模型如图 2 所示,其中网格数量约为1.2×107.图 2 车身模型网格划分Fig.2 Grid division of car body model2.2 驱动电机物理模型与其等效模型的建立依据上述建立等效模型的方法,将所选驱动电机的三维物理模型等效为电偶极子天线模型,电机的三维物理模型和等效模型如图 3 所示.图 3 电机三维物理模型和等效模型Fig.3 Physical model and equivalent model of motor2.3 整车等效模型的建立纯电动汽车的主要电磁干扰源包括DC/DC变换器、驱动电机、通讯天线及高压线束. 建立车内主要用电设备的等效模型如图4 所示,其中1为通讯天线,2为电机,3为DC/DC变换器,4为通讯天线.图 4 整车等效模型Fig.4 Equivalent model of vehicle3 仿真及分析3.1 驱动电机三维物理模型与等效模型仿真对比使用的计算机配置为i7-770K处理器,16G运行内存,2512G固态硬盘. 驱动电机三维物理模型仿真结果和等效模型仿真结果如图 5 所示.将电场强度值看作与频率有关的一个随机变量,将两个随机变量表示为E1(f)和E2(f),其中E1(f)表示三维物理模型的仿真结果,E2(f)表示等效模型的仿真结果,误差e可表示为(13)图 5 电机三维物理模型和等效模型仿真结果对比Fig.5 Comparison betweenthe three dimensional physical model and the equivalent model simulation results相对误差如图 6 所示.图 6 E1(f)和E2(f)相对误差Fig.6 Relative errors of E1(f) and E2(f)从图 6 可以看出,两者相对误差较小,并且两者为正相关,相关系数约为1,可以认为两组仿真结果大致相同. 仿真所需时间如表 1 所示.表 1 电机三维物理模型和等效模型仿真时间对比Tab.1 Comparison of three -dimensional physical model and equivalent model simulation time三维物理模型等效模型仿真时间/s37 4228 182从表 1 可以看出,使用等效模型在进行电磁场仿真时,可以大大减少仿真所需的时间,时间大约减少了78%.3.2 整车车内电磁场仿真仿真时,设置12个探针分别模拟车内4位乘客头部、胸部及脚部位置,各个位置对应的最大电场辐射值如表 2 所示.表 2 整车仿真结果Tab.2 Simulation results of the vehicle (V·m-1)头部胸部脚部主驾驶1.420.960.41副驾驶1.400.950.40主驾驶后排1.060.730.37副驾驶后排1.050.720.37其中主、副驾驶及其后排位置处乘客的脚部位置为A、B、C、D,仿真结果如图 7 所示.图 7 整车仿真结果Fig.7 Simulation results of the vehicle从图 7 可以得到以下结论:① 所选的目标车车内的最大辐射为1.4 V/m,最大辐射产生在80 MHz附近,对所选目标车的车内电磁场进行屏蔽时,重点可关注此频率段. ② 车内前排的辐射比后排的辐射量大,越靠近辐射干扰源辐射量越大. 3) 对比驱动电机三位物理模型和等效模型的仿真结果,最大误差小于0.25%,而且使用等效模型仿真的时间缩短了78%.4 仿真结果测试验证4.1 测试环境测试按照标准GJB5313—2004的有关规定设计进行,在进行电磁强度测试时,需排除其他电磁干扰源辐射的干扰,一般选择由吸波材料组成的具有电磁屏蔽功能的电波暗室,或者一个没有电磁波发射物和反射物的空旷场地,且测试需要在天气晴朗,空气湿度低,设备干燥的情况下进行. 本次测试选择一个空置的厂房作为实验场所. 测试环境如图 8 所示.图 8 测试环境Fig.8 Test environment实验设备为德国安诺尼电磁场辐射测试仪,型号为NF-5035s. 频率范围: 1 Hz~1 GHz,精度: 3%,最小采样时间: 10 ms,参考GJB 5313—2004电磁辐射暴露限值和测量方法中的要求,所选设备满足测量要求.4.2 测试结果使用起重机架起试验车,选取驱动电机的极限转速6 000 r/min空载运行为测试运行状态,测试结果通过频谱分析软件MCS处理和分析,绘制成频谱图,结果如图 9 所示.图 9 测试结果图Fig.9 Test results对比测试结果和仿真结果,测试结果与仿真结果最大误差约为8%,测试结果较大,这是因为:1) 仿真过程只考虑了通讯天线、驱动电机、DC/DC变换器和高压线束几个主要的电磁干扰源,而实际的电动汽车内的每一个电子设备都是电磁干扰源;2) 仿真时没有考虑车内座椅及内饰等其他塑料件,实际上,这些皮质、木质、塑料材质的物体在电场环境中增加了辐射受体,在这些材料表面会形成静电场,增强空间内的电场强度;3) 仿真的环境为没有任何电磁干扰的真空环境,而测试环境达不到理想的真空环境,电场强度会随着环境湿度和温度的增加而增强,而仿真时并没有考虑湿度和温度的影响.5 结论通过对电磁辐射原理的研究,针对目前整车级别电磁仿真存在的问题,提出一种建立等效模型的电磁场高效仿真方法,以某款纯电动汽车为研究对象,首先对比了驱动电机三维物理模型和等效模型的仿真结果,然后使用等效模型法对所选纯电动汽车的车内电磁场进行了仿真研究,并设计完成车内电磁辐射强弱分布测试,结果表明使用本文中的建模仿真方法,不仅结果可靠,而且可以达到降仿真所需时间的目的,可为多设备共同作用下复杂电磁场仿真研究提供参考价值.参考文献:【相关文献】[1] Eerbert L K. 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China Measurement & Test,2016,42 (9): 11-14. (in Chinese)。

重庆市电磁兼容工程技术研究中心开放课题申报指南【模板】

重庆市电磁兼容工程技术研究中心开放课题申报指南【模板】

**市电磁兼容工程技术研究中心
开放课题申报指南
课题名称:电动汽车DC/DC转换器电磁辐射发射仿真分析研究内容:研究电动汽车DC/DC转换器电磁辐射发射机理,对DC/DC转换器电磁辐射发射特性进行仿真分析。

考核指标:
1、形成电动汽车DC/DC转换器电磁辐射发射仿真的流程,对DC/DC转换器的EMI优化起到指导作用。

2、发表重点核心期刊或EI论文1篇,或申请专利1项。

论文发表单位或专利申请单位需包含资助单位“重庆车辆检测研究院有限公司”(英文名称:Chongqing Vehicle Test & Research Institute)和“**市电磁兼容工程技术研究中心”(英文名称:Chongqing Engineering Research Center for Electromagnetic Compatibility)为第一单位。

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知 函数 , 令,在 的定义域 中被展开为 的组合。如 :
图 1 uk c 变换器的拓扑结构图 B

规定一个适当的内积 g 那么在 L的值域 内 >
为了测量 B c uk变换器工作过程 中的共模传 导干扰 , B 85 — 0 2中规定 [, 电源和变换 G 165 20 9在 ]
源 的概念 ,在 频域 内分 析 了 B c 换器 电路 , uk变 列 出解 析 方 程 对 传 导 电磁 干 扰 进 行 了 仿 真 。Y u on
到电动汽车车载无线接收机。国家 电磁兼容标准
G / 137 2 0 在相应频段 内设置 了电磁 发射 B T 88 —0 8
收稿 日期 :0 lo — l 2 1 — 8 3 作者简 介 : 颜俊平(9 7 , 硕 士研 究生 , 究方 向: 1 8 一) 男, 研 汽车电磁 兼容仿真。
线性阻抗稳定网络 (I )在给定频率范围 LS N 内, 为骚扰 电压 的测量提供规定的负载阻抗 。 并使 被 试 设备 与 电源相 互 隔离 。最后 在 电源 和变换 器 之间插入线性阻抗稳定网络 , 传导干扰可在 R 或 尺 上测得 , , 其频域结果如图 3 所示。 干扰电压的频
S m u a i n o n u t d Em i o i l t fCo d c e o ni n o DC/ f DC n e t r i e t i h ce Co v r e n Elc r c Ve il
Ya u pn ,Z a u u nJ n ig h oYo q n
ad cr n,tu a ssagete c o ant ai i ,rsln n e crm gei cm aiit ( MC rb mso n ur t hscue ra l t m gei r a o e er c d t n eut g i l t ant o pt ly E )pol i e o c bi e f
限制 … 电动汽车电磁发射强度都要控制在该标 ,
准 规定 的 限制范 围 内。D — C变换 器是 电动 汽车 CD 上最 重要 的功 率转换 器 ,由于功 率开 关管 以一个 很 高 的频率 重 复开 关操作 , 产生 各种 电磁 干扰 , 会 包 括共 模 和差模 传 导干 扰和辐 射 干扰 。产 生 的干
0 引言
随着现代汽车技术不断向电子化 和智能化方 向发展 , 车载电子设备的不断增加 。 电子设备在增 加汽车的经济性 、 安全性和舒适性的同时, 也使其 电磁 兼容 问题 变得 更 为复 杂 。电动 汽车 因 为节 能 与环境友好等特点成为汽车行业 的研究焦点的同 时 。电动 汽 车的 电磁 干扰 等 问题 也 成为 人们 关 注 的热点之一。大功率直流变换器是电动汽车的关 键零部件之一.其主电路系统与控制系统都是强 烈的电磁干扰源 。特别是控制系统的开关电源模 块在较高频段 内会产生较严重的电磁干扰而影响
率分布范围为 0 3M z且频率越低 , —0 H , 幅值越大 , 这是 由于线 性 阻抗稳 定 网络 (IN) 到 了一 定 的 LS 起
低通滤波的作用 。
5 0
4 0
三 3 0
2 0
1 0
.. .
1 .
1D DC变换器共模 干扰仿真 C—
电动 汽车 蓄 电池 组工 作 电压 范 围为 2 0 0~ 20 . 4 V 而其小功率电器的额定电压为 1V 所 以需 2, 经过 B c uk变换器将 电压降为 1V。uk变换器 2 Bc 的拓扑结构如图 1 所示。图中 s 的开关频率 为 。
21矩量 法基 本原 理[】 . ∞
求解麦克斯韦方程组常用的数值方法有矩量 法 ( M)有 限时 域差 分 法 (D D 、 限 元 方 法 MO 、 F T )有 (E 等 , F M) 本文采用矩量法进行仿真计算 , 对于非 齐次方程 : ∽ - g 式中 £ ——线性算子 ; r 已知 函数 , _ 未 产 , …
ee t c v hc e h i u to h / o v r rwa n lz d,t e e u v ln i u twa u h,a d t e c mmo d l cr e i l.T e cr i f t e DC DC c n e e s a ay e i c t h q i ae t cr i c sb i n h o n mo e i tr r n e wa i ltd b S ie A e i l mo e f ut b ec mp e i sc n tu t d h i r u i n o lc r ma n t n e e e c ssmu ae y P p c . v h ce f d l i l o lx t wa o sr ce ;t e d si t f e to g e i os a y tb o e c
器 之 间加 入 一个 线性 阻 抗稳 定 网 络 (IN), 到 LS 得
定义一个权函数或检验函数 t , 2 …的集合: o t, , 。 t oo
I lL, < l > … I < , > t, o t f O
如图 2 所示 的 P p e Si 模型图。 c
扰噪声通过传输线传输 ,有可能使电动汽车上安
装 的各 种 电子设备 和接 收机 失效 [。 2 ] D — C变换 器 电磁 干 扰 分 为 共 模 干 扰 和 差 CD 模 干 扰两种 ,其研究 方 法 N boh M t 等人[ o 2 ] 通过试验得到了电 动汽 车驱 动 系统产 生 的电磁 干扰 的特性 ,并提 出 了控制共模 电流和差模 电流产生 的电磁辐射的方 法 。V t o a t rs h u i nTr e ae 等人 提出了等效噪声 t p ae t
e s in l t n GB T1 3 7 2 0 . f ci e meh d w sp o s d f rte smua in o o d ce mis n a d EMC d sg mis mi i / 8 8 — 0 8 An ef t t o a r p e o i l t fc n u td e si n o i e v o h o o ein o n e e t c v h ce fa l cr e il . i Ke wo d :c mmo d e it r r n e o d c e mi in; lc r e il ;DC DC c n e tr y rs o n mo e f e c ;c n u td e s o ee ti v h ce n e s c / o v r e
5 H ,l 5 1 C 大小 为 7 F Rl k zL 为 0 H,I  ̄ , 大小 为 1Q。 O
0 0
]lJII 【 ][…J ¨● J1 iJJ l Jn1 l J
5 l 0 1 5 加 3 o
频 率/ z MH
图 3传导干扰频域图
2 车内电磁 场仿真分析
进行 电路分析 。 建立其等效电路模型, P pc 软件进行共模干扰仿真。 用 Si e 建立复杂程度合适的汽车模型. 对共模
干扰激励下车 内电磁场的分布进行仿真。 将仿真结果与 G / 13 7 2 0 B T 8 8 —0 8中的辐射 限值规定进行对比 . 电动 为 汽车 内传导辐射的仿真研究和 电磁 兼容设计提供 了一种有效的方法。 关键词 : 共模干扰 ; 传导辐射 ; 电动汽车 ; 变换器 中图分类号:2 5 1 ¥2. " 92 文献标识码 : A 文章编号 :6 3 34 ( 1)2 00 — 5 17 — 122 11— 0 8 0 0
【 车辆工程技术 】
d i1 . 6 /.s. 7 — 1 22 1. . 4 o :03 9js 1 3 3 4 .0 11 0 9 in 6 20
电动汽 车 内 D — C变换器传导辐射 的仿真研 究 CD
颜俊平 。 赵又群
( 南京航 空航天大学 , 江苏 南京 20 1 ) 10 6 摘要 : C D D — C变换器是电动汽车上重要的功率转换 器,工作过程 中会产生很大的 电压变化率和 电流变化率, 从 而在 车内产生很大的电磁辐射 . 有可能导致电动汽车 电磁 兼容性难以满足相关标准的要 求 对 D — C变换器 CD
( aj gU iesyo A rnui n s oa ts N nig 0 6 C ia N ni nvrt f eoat sadA t nui , aj 1 1 , hn ) n i c r c n 20
Ab t a t s r c :DC- o v r r i a mp r n o r c n e e n e e t c v h ce tw l p o u e a 1 re c a g a e o o tg DC c n e t s n i o t tp we o v r ri l cr e i l.I i r d c a g h n e r t f v l e e a t i l a
21 0 1年第 l 2期 ( 总第 2 5期 ) 4
农 业装 备与 车辆工 程
A R C L U A Q IME T&V H C EE G N E I G G IU T R LE UP N E IL N I E R N
N0 j 2 】 .2 Ol
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i d i V w s smu ae n e x i i f h o f l n E a i l td u d rt e e ctt n o e c mmo d ne ee c . h i l t n r s l e e c mp r d wi h e h ao t n mo e i tr r n e T e S mu ai e u t w r o a e t t e f o s h
型, 模拟了各种电磁干扰下车内的电磁场分布 。 本文 分析 了某 电动 汽车 D — C变换 器 电路 , CD
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