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用于燃料电池混合动力汽车的三端口变换器有限控制集模型预测电流控制
Finite Control Set Model Predictive Current Control (FCS-MPCC) of Three-Port Converter for Fuel Cell Hybrid Electric Vehicles
Alonso Lizana · Javier Pereda · Felipe Rubio · Felix Rojas · IEEE Transactions on Vehicular Technology · 2024年10月
燃料电池混合动力汽车（FCEVs）在重载及长续航车辆中具有应用前景，但传统架构需多个变换器协调燃料电池、电池/超级电容与电机间的能量分配，导致系统复杂且损耗增加。本文提出一种仅含6个半导体器件的单级三端口变换器（TPC），集成燃料电池、电池与交流电机的能量管理。采用多变量最优控制策略——有限控制集模型预测电流控制（FCS-MPCC），实现多源功率协同调控与电机驱动。通过定制耦合电感替代原有三个独立电感，有效抑制交流环流，降低电流幅值约20%，提升系统效率与功率密度。实验基于0.5kW样机及城市工...
解读: 该三端口变换器的FCS-MPCC控制技术对阳光电源车载动力系统产品线具有重要参考价值。其单级6开关拓扑实现燃料电池、电池与电机的集成控制，可直接应用于阳光电源OBC充电机及电机驱动系统的架构优化，减少功率级数降低成本。定制耦合电感抑制环流的设计思路可借鉴至ST储能变流器的多端口DC/DC模块，提升功...
用于车载应用的单开关连续电流高增益共地DC-DC变换器
Single-Switch Continuous Current High-Gain DC-DC Converter with Common Ground for Vehicular Applications
Sudeep Shetty · A M Prahllada · U Vinatha · IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics · 2025年7月
高效电能转换对燃料电池混合动力汽车至关重要，要求高电压增益、少开关器件、高效率及低输入电流纹波。本文提出一种适用于燃料电池汽车的高增益二次升压DC-DC变换器，采用带钳位电路的开关电感电容技术，在降低电压应力的同时保持共地结构。详细分析了其工作原理、元件设计与控制器实现，并与现有高增益拓扑进行比较。实验搭建400V/200W样机，在不同工况下测试，额定功率58%时增益达13.33，最高效率93.5%。输入电压突变20%时表现出良好动态响应，符合燃料电池系统实际运行特性。实验验证了该变换器在车用燃...
解读: 该单开关高增益DC-DC变换器技术对阳光电源车载电源产品线具有直接应用价值。其共地拓扑结构和开关电感电容技术可应用于车载OBC充电机，实现燃料电池低压侧（30V）到动力电池高压侧（400V）的高效升压，13.33增益比和93.5%效率指标满足车规要求。单开关设计降低控制复杂度和成本，连续输入电流特性...
面向三轮燃料电池混合动力汽车的Z源逆变器拓扑多准则排序
Multi-Criteria Ranking of Z-Source Inverter Topologies for a Three-Wheel Fuel Cell Hybrid Electric Vehicle
Thang V. Do · Mohsen Kandidayeni · João Pedro F. Trovão · Loïc Boulon · IEEE Transactions on Vehicular Technology · 2023年5月
在燃料电池（FC）混合动力电动汽车（HEV）领域，采用基于单级转换的Z源逆变器（ZSI）取代传统的两级逆变器已受到关注。这种替换旨在降低电路复杂度、成本和所需空间。然而，能否实现这些目标在很大程度上取决于合适拓扑结构的选择。本文进行了多标准排序，以深入分析不同ZSI拓扑结构对由FC堆栈和锂离子电容器组组成的休闲型FC - HEV性能的影响。首先，将双能源嵌入到Z源网络（ZSN）中。随后，利用偏好排序组织法（PROMETHEE），基于四种情景（标准情景、紧凑性情景、输入电流纹波情景以及紧凑性与输入...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，该论文所研究的Z源逆变器技术在燃料电池混合动力车辆中的应用，为我们在新能源多元化领域提供了重要的技术参考价值。 首先，Z源逆变器通过单级转换替代传统双级逆变器的技术路径，与阳光电源在逆变器小型化、高效化方面的技术发展方向高度契合。论文验证的1.98%-4.07%效率提升，...