储能式电动汽车充电桩的设计
发布时间：2020-08-26 03:14
【摘要】：近些年来,世界各国通过财政补贴、政策支持等各种方式支持新能源汽车发展。新能源汽车产业是战略性的新兴产业,而电动汽车是新能源汽车中发展最快、普及最高的。大力发展电动汽车,可以减少不可再生资源的使用,在保护环境,节约能源方面发挥着重要的作用。但是,电动汽车数量不断增长,对充电时间要求更短,对电网的影响要降到最低。可见,电动汽车配备的充电桩及储能的电池应具有更佳的性能,满足电动汽车发展需求,且减少对电网的影响。本设计在传统充电桩的基础上,进行一些改进,提出储能式电动汽车充电桩的设计。储能式电动汽车充电桩是在充电桩合适的地方添加一个高性能储能电池。充电桩添加的高性能储能电池,有以下3个作用:1、通过电网充电,储能电池进行电能储存。2、利用充电桩储能电池放电,给电网回馈电能。3、充电桩储能电池放电,为电动汽车进行充电。而对于电动汽车中的储能电池,通过电网或者充电桩储能电池充电,只进行单向充电。本文详细分析储能式充电桩的可行性,与传统的充电桩进行比较,解决传统充电桩存在的一些问题。在传统充电桩的电路基础上,设计出储能式充电桩运行中的主拓扑结构,把选用的电池材料进行了概述。对整流环节进行了分析,选择三相电压型PWM整流器进行整流控制,通过原理分析、数学建模,选用了旋转坐标下的电压电流双闭环空间矢量控制策略,保证了直流母线侧电压的稳定。再通过对DC/DC变换器环节的建模分析,完成充放电过程分析。在Matlab/Simulink软件中,搭建出设计的模型,进行模拟。最后,通过仿真结果验证电网与充电桩储能电池之间能量相互流动,以及充电桩储能电池对电动汽车单向降压充电。结果显示:充电桩储能电池充电过程中的电网电流是正弦的,且相位和电压相同;储能电池放电的时候,网侧电流也是正弦,与网侧电压相差180o,直流侧电压稳定,保证了系统稳定;当充电桩储能电池通过降压(Buck)电路给汽车充电时,汽车电池先经过恒流充电的方式进行充电,当电压达到稳定值后,再通过恒压的方式进行充电,电池的电量不断上升。
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM910.6
【图文】：
[11-12]自2011 年来，随着电动汽车飞速发展，配套的充电桩设备数量也是飞速发展。特别是以美国、欧盟、日本为首的发达国家，在充电桩方面的研究更是投入大量的资金。图1 显示为2015-2017 年全球电动汽车充电桩建设的规模。图1 全球电动汽车充电桩2015-2017年建设规模（单位：万个）Fig.1 Global electric vehicle charging pile construction scale in 2015-2017 (Unit: ten thousand)至2015 年底，美国充电桩建设数量大约为3.16 万个，到2016 年9 月份已经突破4.4 万个。此外，美国的车企为配合电动汽车销售市场发展，也加入到充电桩基础设施建设中。其中特斯拉为加快自身电动汽车发展，维持了一个自身独立的充电网络，并与其合作伙伴建设Chademo 充电桩。2017 年，特斯拉在北美地区建设的超级充电桩数量翻番，从美国旧金山到圣地亚哥的 101 公路沿线共有 21 座充电站，即平均 38.4 公里就有 1 个充电站。在欧洲，欧
桩建设：日本充电行业CHAdeMO 体系，以及丰田、日产、本田、三菱等车企出资设立日本充电服务公司（NCS），进一步加强充电桩发展。图2 全球电动汽车充电桩2017-2022年预测规模（单位：万个）Fig.2 Global Electric Vehicle Charging Pile Forecast in 2017-2022 (Unit: ten thousand)图2 为未来5 年全球充电桩规模的预测。可见，电动汽车充电桩的发展必然将成为全球发展一个新兴的行业。2. 国内发展状况虽然我国在电动汽车技术上的发展晚于国外发达国家，但是我国对于充电桩的发展是非常关注的。把电动汽车的发展列入“863 计划”重大科技发展专项，“十一五”“十二五”“十三五”规划中均提到充电桩的发展。2016 全年，我国新能源汽车生产了51.7 万辆，销售量达到50.7 万辆，同比2015 年增加51.7%和53.0%。其中，纯电动汽车分别完成41.7 万辆和40.9万辆
安徽理工大学硕士学位论文4图32016 年各国充电桩数量占比Fig.3 In 2016, the number of charging posts in each country accounted for1.2.2 储能技术发展现状充电桩规模不断增长，对于储能技术的要求也是越来越高的。有效的储能技术可以提高电动汽车充电效率，和电池的利用。大规模储能能量可以在电力系统起到“削峰填谷”的作用，解决大规模新能源并网作用[13]。储能技术可以通过能源综合利用的效率，解决时间与空间不匹配的矛盾[14]。目前存储能量的形式有物理、电磁、化学及相变储能等几种储存能量形式。其中，物理储能中使用抽水蓄能最为常用，约占全球总储能的 96%，中国占据第一[15]。在 2016 年 8 月16 日
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM910.6
【图文】：
[11-12]自2011 年来，随着电动汽车飞速发展，配套的充电桩设备数量也是飞速发展。特别是以美国、欧盟、日本为首的发达国家，在充电桩方面的研究更是投入大量的资金。图1 显示为2015-2017 年全球电动汽车充电桩建设的规模。图1 全球电动汽车充电桩2015-2017年建设规模（单位：万个）Fig.1 Global electric vehicle charging pile construction scale in 2015-2017 (Unit: ten thousand)至2015 年底，美国充电桩建设数量大约为3.16 万个，到2016 年9 月份已经突破4.4 万个。此外，美国的车企为配合电动汽车销售市场发展，也加入到充电桩基础设施建设中。其中特斯拉为加快自身电动汽车发展，维持了一个自身独立的充电网络，并与其合作伙伴建设Chademo 充电桩。2017 年，特斯拉在北美地区建设的超级充电桩数量翻番，从美国旧金山到圣地亚哥的 101 公路沿线共有 21 座充电站，即平均 38.4 公里就有 1 个充电站。在欧洲，欧
桩建设：日本充电行业CHAdeMO 体系，以及丰田、日产、本田、三菱等车企出资设立日本充电服务公司（NCS），进一步加强充电桩发展。图2 全球电动汽车充电桩2017-2022年预测规模（单位：万个）Fig.2 Global Electric Vehicle Charging Pile Forecast in 2017-2022 (Unit: ten thousand)图2 为未来5 年全球充电桩规模的预测。可见，电动汽车充电桩的发展必然将成为全球发展一个新兴的行业。2. 国内发展状况虽然我国在电动汽车技术上的发展晚于国外发达国家，但是我国对于充电桩的发展是非常关注的。把电动汽车的发展列入“863 计划”重大科技发展专项，“十一五”“十二五”“十三五”规划中均提到充电桩的发展。2016 全年，我国新能源汽车生产了51.7 万辆，销售量达到50.7 万辆，同比2015 年增加51.7%和53.0%。其中，纯电动汽车分别完成41.7 万辆和40.9万辆
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1 郭放;杨s
本文编号：2804599
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