一種電動汽車車載DC/DC變換器的研究與設計

曹仁俊，楊 波，孫龍龍，王雪巍，丁志鵬

（安徽工程大學 電氣工程學院，安徽 蕪湖 241000）

隨著傳統汽車工業的發展，燃油汽車越來越普及。在給人們帶來生活便利的同時，燃油汽車已成為自然環境的主要污染源。隨著環境的日益惡化和能源的短缺，世界各國都在提倡環保和節能的出行方式［1］。為了解決這一問題，人們大力發展新能源汽車來逐步取代燃油汽車。電動汽車因節能和環保受到了各國的 “熱捧”，不少國家紛紛投入巨資開展電動汽車的研究，電動汽車以及相關技術產業獲得了迅速發展。

電動汽車的核心器件之一就是車載電源，包括動力電池和動力蓄電池。動力電池向電動機及動力傳動系統輸出能量，同時回收和存儲再生制動能量，而動力蓄電池為駕駛控制系統、儀表、車燈及空調系統等負載提供電能。作為兩組電池之間關鍵的能量傳遞器件，車載DC/DC變換器要具有高可靠性、高效率和高安全性［2］，三者之間的關系如圖1所示。

圖1 變換器與動力電池、蓄電池的關系

隨著對電動汽車性能要求的不斷提高，對車載DC/DC變換器的要求也越來越高，小型和高效已成為變換器發展的必然趨勢。提高開關器件的工作頻率是減小磁性器件體積和降低變換器電路損耗最有效的辦法。但隨著開關頻率的提高，傳統變壓器的高頻效應帶來的影響越來越明顯，如高頻效應產生的高交流電阻會增加電路的損耗，降低變壓器的整體工作效率。另外，傳統變壓器因磁芯體積大、繞組結構單一和繞組散熱性能差等缺點已無法滿足變換器性能的需求［3］。……