【国内外研究现状】

随着传统汽车工业的发展，燃油汽车越来越普及，但在给人们带来生活便利的同时，燃油汽车已成为自然环境的主要污染源。汽车的发展引起了地球资源的过大消耗，尾气排放加剧了环境污染，导致温室效应，引起了世界各国的广泛关注。发展电动汽车具备显著的节能减排和环保优势，推广应用电动汽车对减缓环境污染和解决石油危机，保障国家能源安全，实现社会经济可持续发展具有重要意义。美国、日本和欧洲等发达国家纷纷制定了自己的电动汽车产业政策，推行电动汽车产业化发展。我国政府积极引导和鼓励国内电动汽车产业的发展，目前，电动汽车凭借节能和环保的优势，逐渐成为各大车企研发的热点，全球电动汽车市场规模正在逐渐扩大，电动汽车以及相关技术产业获得了迅速发展。

电动汽车关键技术的不断突破和基础设施的日趋完善，促使世界各国纷纷加入抢占电动汽车技术和市场的行列。美国通用、福特和特斯拉公司，日本丰田、本田和日产公司，欧洲的宝马、奔驰和雪铁龙公司等都在研发电动汽车方面有着强大的实力。中国自主研发电动汽车的厂家主要包括比亚迪、江淮和北京汽车三大车企。目前我国纯电动汽车发展倾向于纯电动客车、纯电动出租车和纯电动专用车；我国混合动力汽车的研发技术水平与国外持平，但插电式混合动力还存在一定的差距；燃料电池汽车研发还处于初级阶段，这将是未来电动汽车发展的最终方向。

【研究目的及意义】

电动汽车的核心器件之一就是车载电源，包括动力电池和动力蓄电池。动力电池向电动机及动力传动系统输出能量，同时回收和存储再生制动能量，而动力蓄电池为驾驶控制系统、仪表、车灯及空调系统等负载提供电能。作为两组电池之间关键的能量传递器件，电动汽车DC/DC变换器要具有高可靠性、高效率和高安全性。随着对电动汽车性能要求的不断提高，对电动汽车DC/DC变换器的要求也越来越高，小型和高效已成为变换器发展的必然趋势。提高开关器件的工作频率是减小磁性器件体积和降低变换器电路损耗最有效的办法。但随着开关频率的提高，高频效应也会越来越明显，如开关频率更高、交流电阻增大等又会降低设备的工作效率。所以，不断追求具有更高性能的电力电子器件和更合理的拓扑设计成了业界人士的共同目标。

为了满足更高的性能要求，器件不断更迭换代，从最开始的半控型晶闸管到全控型晶闸管、电力场效应晶体管等，再到现在的绝缘栅极双极型晶体管；新的电力电子变换电路及控制系统也不断涌现，如直流高频斩波电路、软开关谐振电路、脉宽调制电路等。电力电子技术日趋成熟，为电动汽车的发展展现了更广阔的前景。如今，电动汽车市场不断扩大，各国涌出许多电动汽车公司，并带着自己的电动汽车产品走向世界市场。

发展电动汽车有利于减轻环境污染，降低能源消耗，对环境的可持续发展和社会经济发展有着一定的现实意义。本次设计即是为了学习前人的优秀成果，夯实专业基础，而对电动汽车DC/DC变换器功率变换部分进行深入研究，设计满足一定需求的拓扑电路，选择相应的器件，进行模拟仿真校验，并撰写设计报告。

2. 研究的基本内容与方案

【研究的基本内容及目标】

此次设计的内容是设计一个电动汽车DC/DC变换器，用于将动力电池的高压直流电转换为低压直流电，为整车低压电器供电，并为辅助电池补充能源。主要任务是为电动汽车DC/DC变换器设计功率变换电路，包括功率电路拓扑结构分析与选择，主要器件参数计算与选型，并进行仿真与实验分析。DC/DC变换器参数如下：