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1、. . 山东农业大学毕 业 论 文电动汽车辅助动力系统Bi-DC/DC变流控制器电路设计 院 部 机械与电子工程学院 专业班级电气工程及其自动化2班 届 次 2015届 学生姓名 李松 学 号 20110745 指导教师 王冉冉 二一五年五月二十七日装订线. . . i目 录摘要IAbstractII1 绪论11.1 研究背景1 1.1.1 电动汽车的历史和发展11.2 电动汽车的储能材料和特性3 1.2.1 蓄电池4 1.2.2 超级电容4 1.2.3 其他储能方式及特性61.3 论文研究方向82 辅助系统的设计82.1 辅助动力系统的需求分析8 2.1.1电动汽车的运动性能指标8 2.1.
2、2蓄电池放电特性92.2电动汽车工作模式及其切换策略10 2.2.1 电动汽车、电动汽车辅助动力系统、BI-DC/DC变流器设计要求10 2.2.2 辅助系统控制策略设计11 2.2.3 辅助动力系统工作模式12 2.2.4 工作模式的切换142.3 电路图解析14 2.3.1 供电模式（boost）15 2.3.2 能量回收模式（buck模式）153 电路仿真163.1 电路仿真实验16 3.1.1 能量补偿电路实验 16 3.1.2 能量回收电路实验174 总 结18参考文献19致 谢20 ii ContentsAbstractII1 The introduction11.1 The re
3、search background1 1.1.1 The electric car of the history and development11.2 Energy storage materials and characteristics of electric vehicles4 1.2.1 battery4 1.2.2 Super capacitor4 1.2.3 Other energy storage methods and features61.3 Thesis research direction82 The design of auxiliary system82.1 The
4、 demand of the auxiliary power system analysis8 2.1.1The electric car movement performance index8 2.1.2Battery discharge characteristics92.2The electric car working mode and the switching strategy10 2.2.1 Electric cars, electric cars, auxiliary power system, the BI - DC/DC converter design requireme
5、nts10 2.2.2 Auxiliary system control strategy design11 2.2.3 Auxiliary power system work mode12 2.2.4 Working mode switching142.3 Circuit diagram analytical14 2.3.1 Power supply mode（boost）15 2.3.2 Energy recovery mode（buck）153 Energy recovery mode163.1 Circuit simulation16 3.1.1 The energy compensa
6、tion circuit experiment16 3.1.2 Energy recovery circuit experiment174 Total knot18reference19To thank20 iv 电动汽车辅助动力系统 Bi-DC/DC变流控制器电路研究李松（山东农业大学 机械与电子工程学院 泰安 271018）摘要：本论文主要研究了电动汽车辅助动力系统双向DC/DC变流控制器的电路。论文由三章组成第一章主要介绍了电动汽车的发展历史、电动汽车与内燃机汽车的能效比较、常见电动汽车的储能元件及这些元件的比较。第二章主要介绍了辅助动力系统性能需求的分析、电动汽车对动力系统 辅助动力系
7、统的要求、电动汽车辅助动力系统的接构设计、辅助动力系统的电路图设计、辅助动力系统的工作模式介绍、辅助动力系统的工作模式切换策略、辅助动力系统电路运行在不同工作模式下工作基本原理的解析。第三章主要是对整个论文的总结。关键词：电动汽车 辅助动力系统 双向DC/DC 模式切换策略The design of Bi-DC/DC converter for auxiliary power system application of electric vehicleSongLi(Mechanical & Electrical Engineering College of Shandong Agricultu
8、ral University, Taian, Shandong 271018)Abstract This thesis mainly studies the electric car auxiliary power system Bi-DC/DC converter controller circuit.Paper consists of three chapters the first chapter mainly introduces the development history of electric vehicles, electric vehicles and the effici
9、ency of internal combustion engine automobile compare common electric vehicles, energy storage components and the comparison of these components. The second chapter mainly introduces the performance requirements of auxiliary power system, electric vehicles for the requirement of auxiliary power syst
10、em, electric power system auto auxiliary power system structure design, design the circuit diagram of auxiliary power system, the operation mode of the auxiliary power system, auxiliary power system is introduced in this paper the working mode switching circuit, auxiliary power system operation in d
11、ifferent work basic principle of analytic work mode. The third chapter mainly summary of the whole paper.Keyword: electric vehicle;auxiliary power system;Bi-direction DC/DC;Mode-switching strategies III 1 绪论1.1 研究背景1.1.1 电动汽车的历史和发展19世纪30年代到20世纪电动车的崛起 电动汽车的历史并不比内燃机汽车短，它也是最古老的汽车之一，甚至比奥托循环发动机(柴油机)和奔驰发动
12、机(汽油机)还要早。苏格兰商人罗伯特-安德森在1832年到1839年之间(准确时间不明)研发出电动车.1835年，荷兰教授Si brandus Stratingh设计了一款小型电动车，他的助手克里斯托弗-贝克则负责制造。但更具实用价值，更成功的电动车由美国人托马斯-达文波特和苏格兰人罗伯特-戴维森在1842年研制，他们首次使用了不可充电电池。 Gaston Plante于1865年在法国研发出性能更好的蓄电池，其同乡卡米尔-福尔又在1881年对电池进行了改进，提高了电池容量，为电动车的发展铺平了道路。奥地利发明家Franz Kravogl在1867年的巴黎世界博览会推出了一款双轮驱动电动车。法
13、国和英国成为第一批支持发展电动汽车发展的国家。1881年11月，法国发明家Gustave Trouve在巴黎举行的国际电力博览会上演示了三轮电动车，托马斯-帕克表示电动车可在1884年实现量产。 在内燃机汽车兴盛之前，电动车就创造了许多速度和行驶距离的记录。例如，Camille Jenatzy在1899年4月29日用自行研发的电动车突破了100 km/h，创造了105.88 km/h的极速。1891年，A. L. Ryker研发出电动三轮车，WilliamMorrison制造了六座电动厢式客车，电动车开始得到美国人的重视。19世纪90年代到20世纪初期，电动车技术得到了高速发展，相对于内燃机汽
14、车的优势逐渐形成。 1897年，美国费城电车公司研制的纽约电动出租车实现了电动车的商用化。20世纪初，安东尼电气、贝克、底特律电气 (安德森电动车公司)、爱迪生、Studebaker和其它公司相继推出电动汽车，电动车的销量全面超越汽油动力汽车。电动车也逐渐成为上流社会喜好的城市用车，电动车清洁、安静，并且易于操控的特点，非常适合女性驾驶。由于当时没有晶体管技术，因此电动车的性能也受到限制，这些早期的电动车极速大约只有32 km/h。 在19世纪末20世纪初迎来经济繁荣的美国，人们的收入快速增长，汽车开始流行起来。1899年和1900年，电动车销量远远超过其它动力的汽车。电动汽车相比同时代的其它动力汽车具有非常明显的优势，它们没有震动，没有难闻的废气，也没有汽油机巨大的噪音。汽油机汽车需要换挡，令其操控起来比较繁杂，而电动车不需要切换挡位。虽然蒸汽机汽车也不需要换挡，但却需要长达45分钟的漫长的预热时间。并且蒸汽机汽车加一次水的续航里程，相比电动车单次充电的续航里程更短。由于当时只有城市中才拥有良好路面，大部分时候汽车都只能在本地使用，因此电动车续航里程短的问题并没有成为阻碍
