電動汽車V2G車載式雙向充電機的研究.pdf

1、V2G（Vehicle to Grid）是指電動汽車與智能電網(wǎng)之間進行能量與信息雙向傳遞的技術(shù)。具備V2G功能的電動汽車可以在兼顧自身性能的前提下，向電網(wǎng)提供調(diào)峰、調(diào)頻、無功補償、旋轉(zhuǎn)備用等服務(wù)。雙向充電機是電動汽車向電網(wǎng)提供 V2G服務(wù)的重要物理媒介。目前適用于V2G服務(wù)的車載雙向充電機是智能電網(wǎng)與電動汽車能量管理的一個研究熱點。
　　由于V2G模式要求充電機不僅具有充電功能，還有向電網(wǎng)饋電的功能，與電網(wǎng)互動時需要較寬的功率輸出

2、范圍內(nèi)實現(xiàn)高效運行，提高動態(tài)響應(yīng)速度，而且大規(guī)模運行時對于諧波要求更嚴。本文對V2G用車載式充電機及其諧波與效率問題進行研究。基于上述要求對3.3kW的兩級式車載雙向充電機進行了設(shè)計。前級AC-DC變換器采用單相PWM整流電路，后級DC-DC變換器采用雙向有源橋式電路。
　　在V2G調(diào)頻信號控制下，充電機的輸出功率范圍會變寬，輕載時電流紋波比例變大與電流響應(yīng)速度變慢而引起過零點畸變。傳統(tǒng)的控制器穩(wěn)態(tài)誤差也會增加。這些問題都會導(dǎo)致網(wǎng)

3、側(cè)電流諧波含量變大導(dǎo)致電能質(zhì)量下降。本文給出了準(zhǔn)PR控制與電流加權(quán)法的網(wǎng)側(cè)電流控制方法，并和傳統(tǒng)的分段PI控制等其他幾種控制方法的諧波抑制效果行了對比，通過Simulink仿真與實驗證明了PR與電流加權(quán)復(fù)合控制可以將網(wǎng)側(cè)諧波限制在0.32％左右，并提高了系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)速度。
　　充電機的DC-DC變換器輕載時拓撲中的諧振能量變?nèi)?，開關(guān)損耗會加劇，使充電機在寬范圍輸出功率運行時的平均效率偏低。針對這一問題，本文采用了PWM-SPS控

4、制拓展軟開關(guān)范圍，提高 DC-DC變換器輕載效率。此外PWM-SPS控制還可以減少DC-DC變換器的高頻變壓器電流，緩解器件的電流應(yīng)力，提高系統(tǒng)的可靠性。從實驗數(shù)據(jù)和曲線中可以看出 PWM-SPS控制相對于傳統(tǒng)的移相控制的充電機效率優(yōu)勢，額定效率達到95%以上，輕載效率提高了6%左右。
　　此外本文還研究了車載雙向充電機在傳統(tǒng)的充電模式中以及V2G模式的充放電過程的AC-DC變換器與DC-DC變換器的控制配合問題，以及控制充電機向