小型光伏充电桩的研究设计

发布时间：2020-03-20 19:36

【摘要】：在倡导绿色出行的现代社会生活中,为了避免汽车尾气的污染排放,电动汽车逐渐走进了人们的生活,成为日常出行的必备。目前在市场上流行的电动汽车主要电力来源是电网,要想长距离行驶必须能够满足电力不足时随时充电,而制约电动汽车发展的关键也就因为充电限制这个原因,在倡导增加充电桩数量的同时,本文提出了一种新的思想,即用光伏发电与充电桩连接,一方面为了缓解电网的压力,另一方面为了在边远不发达地区行驶的电动汽车提供方便。光伏发电是利用光伏半导体将太阳能通过光生伏打效应转化为电能的一种发电形式,是太阳能应用最广泛的一种形式,其可以独立作为一个系统发电,又可以与电网并联运行发电,具有非常广阔的发展前景然。建设电动车光伏充电单元对今后的能源消费结构的转变和汽车产业转型升级意义非常重大。基于这一问题为基础,提出了小型光伏充电桩的设计。其基本原理是应用光伏阵列把太阳能转化为电能对充电桩的供电,使得电动汽车能够快速高效充电。本设计的主要思想是对太阳能通过DC/DC变换器升压到直流母线实现最大功率跟踪,满足最大功率输出的要求,充电桩系统通过从直流母线上获取所需要的电能,来满足用户需求,当阴雨天气时,不能满足供电需要,则电动车从电网获取少量电能,以满足正常供电。实验设计中,根据日照所在地的地理环境条件,根据光伏充电桩原理和电动车的充电方式,选择了6块250W的光伏电池板进行串联供电,为一块容量为60V/120Ah的电动车蓄电池进行充电。论文首先对光伏充电桩系统整体进行了设计研究,先对光伏电池和蓄电池的类型进行了分析、比较和选择,对选择的光伏板进行了Matlab/Simulink仿真,掌握了其基本输出特性,对车载动力电池进行了充电策略的选择。之后以STM32单片机为控制核心,对整个系统进行了软硬件设计,包括系统整体的设计、光伏阵列的设计、整流电路的设计和充电电路的设计,并对每一部分进行了参数选择,以及软件流程的设计。本文最后对之前设计时采用的最大功率跟踪的Boost变换器、VIENNA整流器和全桥变换器进行了Matlab/Simulink仿真,验证其在实验设计的合理性,了解其电流电压输出规律。之后对整个光伏充电桩系统进行了搭建并进行了充电测试。
【图文】：

系统图,光伏,系统组成

（b）离网光伏充电桩系统图 1-1 光伏充电桩系统组成型光伏充电桩是依靠光伏发电和电网供电两种方式进行电能的达，日照时间不长的地区。离网型光伏充电桩的电能来源全部便、不受电网限制和成本较低等特点，在日照时间足够、远离伏充电桩的研究现状内外发展现状际范围内最早使用光伏充电桩的是日本[5]，他们早期是对带电与汽车的充电区别主要在于充电功率的区别，所以光伏充电从有经历太长时间，之后光伏充电桩的的发展就一直停留在市区固进展，直到英国首次建立了一个在高速公路上的光伏充电，这的可靠性。技术在不断发展，随处可见的充电桩为电动汽车出南建设了一个即充即行的光伏高速公路，不需要储能，直接利用

电动汽车,类型图

（a）小功率电动汽车（b）大功率电动汽车图 1-2 电动汽车类型图市场中像比亚迪等这类电动汽车的续航能力强，，完全可以代替燃油汽车进行出行[14]。在调研中还发现了一种小型的家用电动汽车类型，如上图（a），续航能力不是很大，但是能够满足正常人们的生活需求，如果人们日常出行距离不是很远，完全可以代替功率较大的电动汽车，避免资源的浪费。其汽车的主要配置如表 1-1 所示：表 1-1 汽车配置参数特性数据参数外形尺寸 23050*1450*1550整车装备质量 650kg最高车速 55km/h电池容量 60V120AH续航里程 100-120km电机功率 4000w
【学位授予单位】：曲阜师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM615

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