【導讀】DC-DC變換器在電動汽車能源驅(qū)動方面，已經(jīng)成為不二選擇。這與電動汽車的能源驅(qū)動模式和燃料電池的選擇是離不開的。本文就全程解析DC-DC變換器在電動汽車能源驅(qū)動中所起到的作用。
DC-DC在鉛酸蓄電池驅(qū)動過程中的作用
鉛酸蓄電池長期以來一直是電動汽車的主要能源，在鉛酸蓄電池為主電源的基礎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，并由鉛酸蓄電池提供電動汽車正常運行過程中所需要的能量。
在鉛酸蓄電池的電源結(jié)構中，工程師需要在超容量電容器與直流母線之間接入一個雙向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。當電容器輸出能量時，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。當電容器吸收能量時，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)動過程中的作用
性能優(yōu)越的燃料電池被廣泛認為是未來電動汽車車載電池的最佳選擇。燃料電池平時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，當工作時，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)費用低、啟動時間短，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，當負載電流增加時，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汽車的直接驅(qū)動電源，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變換器組成一個統(tǒng)一電源，由其負責對整車供電。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，同時提供所需的峰值功率。
下圖為以燃料電池為驅(qū)動系統(tǒng)的電動汽車內(nèi)部系統(tǒng)結(jié)構圖。通過加入超容量電容器和雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器，提高了電動汽車的加速和減速性能。
圖為燃料電池電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構
結(jié)語DC-DC變換器在電動汽車的能量驅(qū)動過程中，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，是保障電動汽車性能安全的重要保障。
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