DCDC變換器參與電動(dòng)汽車能量驅(qū)動(dòng)全過程解析
雙向型DC-DC變換器已經(jīng)成為目前我國電動(dòng)汽車在能量驅(qū)動(dòng)方面的重要選擇,這一點(diǎn)與電動(dòng)汽車的燃料電池選擇和能量驅(qū)動(dòng)模式有著重要的關(guān)聯(lián)性。本文將會(huì)通過對電動(dòng)汽車能量驅(qū)動(dòng)全過程的解析,具體分析DC-DC轉(zhuǎn)換器是如何參與整個(gè)電能驅(qū)動(dòng)過程的,以及DCDC在不同的電動(dòng)汽車蓄電池能量驅(qū)動(dòng)過程中都會(huì)發(fā)揮哪些作用。
DC-DC在鉛酸蓄電池驅(qū)動(dòng)過程中的作用
鉛酸蓄電池長期以來一直是電動(dòng)汽車的主要能源,在鉛酸蓄電池為主電源的基礎(chǔ)上附加高功率密度的超容量電容器作為輔助電源的電源結(jié)構(gòu),并由鉛酸蓄電池提供電動(dòng)汽車正常運(yùn)行過程中所需要的能量。
在鉛酸蓄電池的電源結(jié)構(gòu)中,工程師需要在超容量電容器與直流母線之間接入一個(gè)雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器,以此來調(diào)節(jié)超容量電容器的雙向能量流動(dòng)。當(dāng)電容器輸出能量時(shí),DC-DC轉(zhuǎn)換器正向升壓工作,將超容量電容器的電壓升高到較高的直流母線電壓。當(dāng)電容器吸收能量時(shí),DC-DC模塊反向降壓工作,將母線電壓降低以恒流的方式對電容器充電。
DC-DC在燃料電池驅(qū)動(dòng)過程中的作用
性能優(yōu)越的燃料電池被廣泛認(rèn)為是未來電動(dòng)汽車車載電池的最佳選擇。燃料電池平時(shí)將燃料和氧化劑分別作為電池兩極的活性物質(zhì)保存在電池的本體之外,當(dāng)工作時(shí),燃料連續(xù)通入電池體內(nèi),使電池放電。燃料電池所需維修少、保養(yǎng)費(fèi)用低、啟動(dòng)時(shí)間短,下圖給出了燃料電池的電流.電壓特性曲線。
在燃料電池加載的起始階段,其電壓下降較快。在起始階段之后,當(dāng)負(fù)載電流增加時(shí),其電壓F降率仍比普通電池大得多。因此我們可以得出結(jié)論:燃料電池的輸出特性相對較軟。若以燃料電池作為電動(dòng)汽車的直接驅(qū)動(dòng)電源,那么久必須在燃料電池之后接入輸出特性較硬的DC-DC變換器,即由燃料電池和DC-DC變換器組成一個(gè)統(tǒng)一電源,由其負(fù)責(zé)對整車供電。為了提高峰值功率,改善燃料電池輸出功率的瞬態(tài)特性,在燃料電池電動(dòng)汽車電源中多加入超容量電容器,這樣可以在燃料電池發(fā)電前通過雙向DC-DC變換器升高電壓,提供較高的總線電壓能量,保持電源輸出功率的穩(wěn)定,同時(shí)提供所需的峰值功率。
DC-DC變換器在電動(dòng)汽車的能量驅(qū)動(dòng)過程中,無論是在燃料電池系統(tǒng)還是在鉛酸蓄電池系統(tǒng)中,都具有非常重要的穩(wěn)定性維系作用,是保障電動(dòng)汽車性能安全的重要保障。