混合電動汽車功率變換器的研究

摘要：針對現有混合電動汽車能量管理系統所存在的功率密度低、可靠性差等問題，提出了一種基于級聯H橋和矩陣變換器結構的高功率密度變換器拓撲。電池儲能單元和車載內燃機發電單元提供整車驅動所需要的電功率，二者分別通過級聯H橋電路和矩陣變換器與中頻多繞組變壓器輸入側繞組相連，中頻多繞組變壓器完成整車功率在電源和負載間的高效傳輸。其中，級聯H橋電路作為儲能單元控制電路的重要組成部分，在電池充放電過程中，負責均衡電池模塊的動態電壓。所提出的車載變換器降低了電池的串聯規模和電容的使用量，顯著提高了能量管理系統的功率密度和可靠性。在Matlab/simulink環境中建立了相應的仿真模型，仿真結果驗證了所提拓撲結構和相應控制策略的正確性。

關鍵詞：混合電動汽車；能量管理系統；級聯H橋；矩陣變換器；高功率密度；中頻變壓器；電壓均衡

中圖分類號：U469.72 文獻標志碼：A 文章編號：1007-449X（2014）01-0098-07