[发明专利]一种电动汽车供电用大功率DC‑DC变换器及控制方法

说明书

技术领域

一种大功率DC-DC变换器及控制方法，属于电动汽车DC-DC变换器技术领域，主要涉及一种电动汽车供电用大功率DC-DC变换器及控制方法。

背景技术

随着社会的发展和科技的进步，汽车工业得到了高速的发展。如今，随着近年来环境问题和能源危机的逐步加重，传统能源汽车所造成的尾气污染日益加重，已经严重影响到了人们的日常生活。因此，以电驱动为代表的清洁能源取代传统能源汽车成为了如今世界上各大汽车企业所研究的热点问题。用新能源电动汽车代替传统燃油汽车是汽车工业未来发展的必然趋势。

在电动汽车大力发展的情况下，越来越多的电动汽车大功率DC-DC变换器被设计研发。然而，目前市场上的电动汽车大功率DC-DC变换器只通过一种方式供能，当此种方式出现故障时不能替换，对电动汽车的续航行驶造成了极大的困扰，并且供能系统不稳定，不能满足人们的需求。

发明内容

为了解决上述问题，本发明公开了一种电动汽车供电用大功率DC-DC变换器及控制方法，不仅结构简单、供能系统稳定，而且采用了多种供能方式互补供能，解决了电动汽车续航行驶问题，成本低、自动化程度高、易于实现。

本发明的目的是这样实现的：

一种电动汽车供电用大功率DC-DC变换器，包括输入电源单元、BMS单元、逆变单元、控制单元和隔离驱动单元，所述输入电源单元、BMS单元和逆变单元依次建立连接关系，控制单元和隔离驱动单元依次建立连接关系，隔离驱动单元输出端与逆变单元建立连接关系。

所述输入电源单元包括并联连接的光伏供电部分和燃料电池供电部分；所述光伏供电部分包括并联连接的光伏系统和超级电容系统，光伏系统包括滤波电容、谐振电容、保险丝、第一功率管和谐振二极管，滤波电容的两端分别与太阳能极板的正极端和负极端建立连接关系，所述滤波电容与串联连接的保险丝、谐振二极管和谐振电容并联连接，保险丝和谐振二极管的中点与功率管的集电极端建立连接关系，功率管的发射极端与太阳能极板的负极端建立连接关系。输入电源采用并联连接的光伏供电部分和燃料电池供电部分同时工作，当遇到阴雨等一些极端天气使得光伏供电部分不能工作时，燃料电池供电部分工作，确保电动汽车安全行驶。

所述超级电容系统包括依次相连接的稳压部分和放大部分，所述稳压部分包括第一稳压电阻、第二稳压电阻、第三稳压电阻和稳压源，串联连接的第一稳压电阻和第二稳压电阻分别与太阳能极板的正极端和负极端建立连接关系，第一稳压电阻和第二稳压电阻的中点与稳压源的参考端建立连接关系，稳压源的阴极端通过第三稳压电阻与太阳能极板的正极端建立连接关系，稳压源的阳极端与太阳能极板的负极端建立连接关系；所述放大部分包括第二功率管、第三功率管、第一限流电阻、第二限流电阻、第三限流电阻和超级电容，第二功率管的发射极端与太阳能极板的正极端建立连接关系，第二功率管的集电极端与第三功率管的基极端建立连接关系，第三功率管的发射极端与太阳能极板的负极端建立连接关系，并联连接的第一限流电阻、第二限流电阻和第三限流电阻的一端与第二功率管的发射极端和超级电容的正极端建立连接关系，并联连接的第一限流电阻、第二限流电阻和第三限流电阻的另一端与第三功率管的集电极端建立连接关系，超级电容的负极端与太阳能极板的负极端建立连接关系；所述第一稳压电阻、第二稳压电阻和第三稳压电阻的阻值比为2∶5∶3；所述第一限流电阻、第二限流电阻和第三限流电阻的阻值比为1∶3∶2。在太阳能充足的条件下，太阳能极板通过稳压放大给超级电容充电，当遇到极端天气，太阳能不充分时，超级电容通过放电给太阳能极板提供能量，确保电动汽车的顺利运行。

所述BMS单元包括主控制器和与主控制器想连接的外围采集电路，所述外围采集电路包括电流采集电路、电压采集电路、转速采集电路和温度采集电路；所述主控制器为ARM9控制器，工作频率200kHz。本发明公开的BMS单元不仅可以监测电动汽车动力电池系统的工作状态以及异常情况，还可以通过人机界面对各监控参数加以自主设定，使控制更为精准，监控数据更有准确。

所述控制单元包括依次相连接的第一控制电路、通讯电路和第二控制电路，所述第一控制电路包括第一控制芯片和与第一控制芯片相连接的第一外围电路，第二控制电路包括第二控制芯片和与第二控制芯片相连接的第二外围电路；所述第一控制芯片为FPGA芯片，型号为XC3S200A，工作频率200kHz；第一外围电路包括第一最小系统电路、数模转换电路和LCD显示电路；所述第二控制芯片为CPLD芯片，型号为EPM7064S；第二外围电路包括第二最小系统电路、USB接口电路和JTAG接口电路。