【導(dǎo)讀】DC-DC變換器在電動(dòng)汽車能源驅(qū)動(dòng)方面，已經(jīng)成為不二選擇。這與電動(dòng)汽車的能源驅(qū)動(dòng)模式和燃料電池的選擇是離不開的。本文就全程解析DC-DC變換器在電動(dòng)汽車能源驅(qū)動(dòng)中所起到的作用。
DC-DC在鉛酸蓄電池驅(qū)動(dòng)過(guò)程中的作用
鉛酸蓄電池長(zhǎng)期以來(lái)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(guò)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(lái)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(duì)電容器充電。
DC-DC在燃料電池驅(qū)動(dòng)過(guò)程中的作用
性能優(yōu)越的燃料電池被廣泛認(rèn)為是未來(lái)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。
圖為燃料電池的電流一電壓特性曲線
從上圖中，我們可以清楚地看出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(duì)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(duì)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(guò)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。
下圖為以燃料電池為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電動(dòng)汽車內(nèi)部系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。通過(guò)加入超容量電容器和雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器，提高了電動(dòng)汽車的加速和減速性能。
圖為燃料電池電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
結(jié)語(yǔ)DC-DC變換器在電動(dòng)汽車的能量驅(qū)動(dòng)過(guò)程中，無(wú)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。
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