A control method to improve the efficiency of a softswitching non-isolated bidirectional DC-DC converter for hybrid and plug-in electric vehicle applications

Lei Jiang; Chris Mi; Siqi Li; Chengliang Yin

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A control method to improve the efficiency of a softswitching non-isolated bidirectional DC-DC converter for hybrid and plug-in electric vehicle applications

机译：一种提高混合动力和插电式电动汽车应用软开关非隔离双向DC-DC转换器效率的控制方法

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Hybrid energy storage system (HESS) can be adopted in hybrid, plug-in hybrid, and pure electric vehicles (HEV, PHEV, and EV), where a bidirectional DC-DC converter (BDC) is used to connect batteries and ultra-capacitors. The efficiency improvement of the BDC is beneficial to increase the efficiency viability of HESS. Due to ZVS, high efficiency can be obtained at heavy load operations while the efficiency is low at light load operations mainly because of the conduction losses of the auxiliary circuits. These losses can be reduced by optimising the switching frequency. The relationship of efficiency and switching frequency are presented and discussed. A scaled-down 1 kW BDC prototype is built to verify the feasibility of the efficiency improvement. With the aim of achieving ZVS conditions and variable frequency control, the implementing method is proposed. The simulated results are also presented, which can validate the feasibility of the proposed control method.

机译：混合动力储能系统（HESS）可用于混合动力，插电式混合动力和纯电动汽车（HEV，PHEV和EV），其中双向DC-DC转换器（BDC）用于连接电池和超级电容器。 BDC效率的提高有利于提高HESS的效率。由于ZVS，主要由于辅助电路的传导损耗，在重负载操作下可以获得高效率，而在轻负载操作下则效率低。通过优化开关频率可以减少这些损耗。提出并讨论了效率与开关频率的关系。建立了按比例缩小的1 kW BDC原型，以验证提高效率的可行性。为了达到ZVS条件和变频控制的目的，提出了一种实现方法。给出了仿真结果，可以验证所提出控制方法的可行性。

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来源
《International journal of power electronics》 |2014年第1期|66-87|共22页
作者
Lei Jiang; Chris Mi; Siqi Li; Chengliang Yin;
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作者单位

National Engineering Laboratory for Automotive Electronic Control Technology, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai, China Department of Electrical and Computer Engineering, University of Michigan - Dearborn, Dearborn, Michigan, USA;

Department of Electrical and Computer Engineering, University of Michigan - Dearborn, Dearborn, Michigan, USA;

Department of Electrical Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650500, Yunnan, China;

National Engineering Laboratory for Automotive Electronic Control Technology, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai, China;

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原文格式 PDF
正文语种 eng
中图分类
关键词
maximum efficiency; HESS; hybrid energy storage system; DC-DC power conversion; resonant power conversion; variable frequency control; peak-valley control; DC-DC converter; zero voltage switching; bidirectional;

机译：最高效率;HESS;混合储能系统DC-DC电源转换;谐振功率转换变频控制;峰谷控制;DC-DC转换器零电压开关;双向的;

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