电动汽车直流充电控制策略及计量准确性的研究
发布时间：2021-12-15 22:06
传统燃油汽车消耗大量非可再生能源且产生大量尾气。随着能源紧张和环境污染问题越来越突出,电动汽车及其基础充电设施的发展成为世界各国研究的热点。目前,电动汽车大范围推广的难题主要在于如何实现电能快速补给,这和电动汽车电池的充电方式、电池材料、内部结构等都息息相关。本文对电动汽车直流充电控制和计量准确性展开研究,主要研究内容如下:分析了电动汽车的电能补给方式。前期主张采用“换电为主、充电为辅”,随着汽车制造商、电能供应商和科学技术进步等各方面多种因素的影响下,“换电为主”的方式逐渐弱化,充电方式成为建设和研究的热点,如何在减轻对电池损害情况下实现快速充电成为未来发展的主要方式。通过比较电动汽车交流充电与直流充电的原理和特性,阐明了采用直流充电方式实现快速充电的优势,在此基础上阐述了直流充电的拓扑结构和控制策略。为实现电动汽车快速充电,本文将空间矢量控制方法应用于电动汽车大功率整流充电中,有效发挥其电压利用率高、响应速度快,波动小等优点。给出了基于空间矢量变换的直流分段充电控制策略,并搭建了电压电流双闭环仿真模型进行仿真验证。针对直流充电计量算费准确性问题,本文对充电过程中影响计量准确性的谐波...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２电动汽车直流充电接口??
还会破坏电池内部结构，为此充电电流最好保持在蓄电池最佳充电电??流曲线之下。分段充电法可满足充电电流的要求，它主要分四个阶段：预充??阶段，恒流阶段，恒压阶段和降压浮充阶段，充电模式曲线如图２－１所示，??具体每个充电过程如下：??电压ｈ???ｉ?；?■?＿?－ｉ?？??．ｉ?ｔｉ?ｉ?ｔ２?？?ｔ３??ｕ＼?ｉ?ｊ?时间??电流??Ｌ??——！?１?？??ｔｌ?ｔ２?＇?ｔ３?时间??图２－１分段充电模式图??在预充阶段，充电机和电池进行连接，在通信握手成功后，充电机给电??池充电，调节电池内化学活性分子，并使电池电压、温度达到正常状态；随??后进入恒流阶段，在此阶段充电机以恒定电流对锂聚合物电池进行充电，随??着电池ＳＯＣ状态不断变化，电池电压缓慢变化，直到达到预定设置的最大电??压后，恒流充电结束，进入恒压充电阶段。在恒压充电中，充电电流逐渐减??少，直到电池的充电状态达到设定状态，此后降低电池充电电压，电池进入??浮充阶段，充电机以极小的电流为电池充电，一般情况下，浮充可为电池延??长５％的续航里程。??２．２直流充电机拓扑选择及控制策略??直流充电相比交流充电具有充电时间短、充电功率大等特点
及提供电能质量上都有不同的优缺点，对于直流充电设备，在以上所需器件??数量、器件承受电压应力、控制的复杂性等方面比较适合的是三相全控桥式??拓扑，具体结构如图２－２所示。如何实现高质量的直流充电，控制策略影响??最大。随着控制技术的发展，整流技术经历了单极性ＰＷＭ、双极性ＰＷＭ，??ＳＰＷＭ等固定开关频率控制［１５］－［１７］。??睛上奸稱??——ａ?Ｈ??－?＾—?ｂ??Ｔ?－??图２－２三相桥式全控拓扑结构??２．２．２固定开关频率整流控制??三相桥式整流电路的外接三相电源，其输入电压为：??ｕａ｛ｔ）?＝?ｙｆｌＵ?ｓｉｎ?ｃｏｔ??－ｕｂ｛ｔ）?＝?ｙ［２Ｕｓｉｎ（＜ｙ／?－?（２－１）??ｕｃ｛ｔ）?＝?ｙｆｌＵ?ｓｉｎ（ｔｙｒ?－?＾＾３）??三相桥式整流控制中最常见的为三相全波整流，其控制简单，开关频率??恒定，设＆，＆，＆分别为作用在三相桥臂上的开关信号，其中＼的表达式为：??－３?－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]电动汽车充电机运行状态多指标综合评估[J]. 杨月新,车延博,杨立勋. 电力自动化设备. 2018(03)
[2]电动汽车充电纹波对直流电能计量影响分析[J]. 宋鹏,潘峰,林国营,向世强. 电测与仪表. 2018(01)
[3]电动汽车充电与驱动集成化拓扑[J]. 李春杰,黄文新,卜飞飞,樊长鑫,邵佳俊. 电工技术学报. 2017(12)
[4]电动汽车充电站综合性能评价[J]. 刘畅,李颖,夏露,李昊,李斌,麻秀范,张晶. 华北电力大学学报(自然科学版). 2017(01)
[5]谐波对电子式电能表计量误差的影响研究[J]. 阮伟鹏. 中国计量. 2016(09)
[6]频率偏移对数字化电能表计量误差影响分析[J]. 段梅梅,吴伟将,纪峰,徐晴,鲍进. 电测与仪表. 2016(S1)
[7]电子式电能表谐波条件下电能计量影响分析与试验[J]. 王锐,袁静,秦键,杨青辉. 电测与仪表. 2015(S1)
[8]谐波背景下电能计量系统的计量误差分析[J]. 杨金涛,乐健,汪妮,刘开培. 电力系统自动化. 2015(13)
[9]谐波条件下基于计量误差量化分析的电能计量方案[J]. 赵伟,彭宏亮,孙卫明,乐健. 电力系统自动化. 2015(12)
[10]电动汽车充电机对电能计量的影响[J]. 朱学贵,覃阳,苏向丰,郑可,付志红. 电力自动化设备. 2015(06)
硕士论文
[1]谐波与电压波动对电能计量的影响研究[D]. 杨磊.东南大学 2017
[2]非线性负荷计量系统研究[D]. 李海东.山东大学 2017
[3]电动汽车直流充电计量研究及计量模块设计[D]. 马志强.重庆大学 2017
[4]电力系统谐波检测和抑制方法研究[D]. 耿晓馥.大连理工大学 2016
[5]电网谐波和间谐波功率的计量算法研究[D]. 钱其.中国科学技术大学 2015
[6]电网波形畸变下电能计量算法研究[D]. 常君利.杭州电子科技大学 2015
[7]电动汽车充电机对电能计量的影响[D]. 覃阳.重庆大学 2014
[8]电网谐波功率计量方法研究[D]. 孙风艳.哈尔滨工业大学 2013
[9]电网频率波动下电能计量算法的研究与实现[D]. 毛锐.杭州电子科技大学 2012
[10]智能电网高级量测体系智能电表的研究[D]. 王长清.哈尔滨工业大学 2011
本文编号：3537225
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２电动汽车直流充电接口??
还会破坏电池内部结构，为此充电电流最好保持在蓄电池最佳充电电??流曲线之下。分段充电法可满足充电电流的要求，它主要分四个阶段：预充??阶段，恒流阶段，恒压阶段和降压浮充阶段，充电模式曲线如图２－１所示，??具体每个充电过程如下：??电压ｈ???ｉ?；?■?＿?－ｉ?？??．ｉ?ｔｉ?ｉ?ｔ２?？?ｔ３??ｕ＼?ｉ?ｊ?时间??电流??Ｌ??——！?１?？??ｔｌ?ｔ２?＇?ｔ３?时间??图２－１分段充电模式图??在预充阶段，充电机和电池进行连接，在通信握手成功后，充电机给电??池充电，调节电池内化学活性分子，并使电池电压、温度达到正常状态；随??后进入恒流阶段，在此阶段充电机以恒定电流对锂聚合物电池进行充电，随??着电池ＳＯＣ状态不断变化，电池电压缓慢变化，直到达到预定设置的最大电??压后，恒流充电结束，进入恒压充电阶段。在恒压充电中，充电电流逐渐减??少，直到电池的充电状态达到设定状态，此后降低电池充电电压，电池进入??浮充阶段，充电机以极小的电流为电池充电，一般情况下，浮充可为电池延??长５％的续航里程。??２．２直流充电机拓扑选择及控制策略??直流充电相比交流充电具有充电时间短、充电功率大等特点
及提供电能质量上都有不同的优缺点，对于直流充电设备，在以上所需器件??数量、器件承受电压应力、控制的复杂性等方面比较适合的是三相全控桥式??拓扑，具体结构如图２－２所示。如何实现高质量的直流充电，控制策略影响??最大。随着控制技术的发展，整流技术经历了单极性ＰＷＭ、双极性ＰＷＭ，??ＳＰＷＭ等固定开关频率控制［１５］－［１７］。??睛上奸稱??——ａ?Ｈ??－?＾—?ｂ??Ｔ?－??图２－２三相桥式全控拓扑结构??２．２．２固定开关频率整流控制??三相桥式整流电路的外接三相电源，其输入电压为：??ｕａ｛ｔ）?＝?ｙｆｌＵ?ｓｉｎ?ｃｏｔ??－ｕｂ｛ｔ）?＝?ｙ［２Ｕｓｉｎ（＜ｙ／?－?（２－１）??ｕｃ｛ｔ）?＝?ｙｆｌＵ?ｓｉｎ（ｔｙｒ?－?＾＾３）??三相桥式整流控制中最常见的为三相全波整流，其控制简单，开关频率??恒定，设＆，＆，＆分别为作用在三相桥臂上的开关信号，其中＼的表达式为：??－３?－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]电动汽车充电机运行状态多指标综合评估[J]. 杨月新,车延博,杨立勋. 电力自动化设备. 2018(03)
[2]电动汽车充电纹波对直流电能计量影响分析[J]. 宋鹏,潘峰,林国营,向世强. 电测与仪表. 2018(01)
[3]电动汽车充电与驱动集成化拓扑[J]. 李春杰,黄文新,卜飞飞,樊长鑫,邵佳俊. 电工技术学报. 2017(12)
[4]电动汽车充电站综合性能评价[J]. 刘畅,李颖,夏露,李昊,李斌,麻秀范,张晶. 华北电力大学学报(自然科学版). 2017(01)
[5]谐波对电子式电能表计量误差的影响研究[J]. 阮伟鹏. 中国计量. 2016(09)
[6]频率偏移对数字化电能表计量误差影响分析[J]. 段梅梅,吴伟将,纪峰,徐晴,鲍进. 电测与仪表. 2016(S1)
[7]电子式电能表谐波条件下电能计量影响分析与试验[J]. 王锐,袁静,秦键,杨青辉. 电测与仪表. 2015(S1)
[8]谐波背景下电能计量系统的计量误差分析[J]. 杨金涛,乐健,汪妮,刘开培. 电力系统自动化. 2015(13)
[9]谐波条件下基于计量误差量化分析的电能计量方案[J]. 赵伟,彭宏亮,孙卫明,乐健. 电力系统自动化. 2015(12)
[10]电动汽车充电机对电能计量的影响[J]. 朱学贵,覃阳,苏向丰,郑可,付志红. 电力自动化设备. 2015(06)
硕士论文
[1]谐波与电压波动对电能计量的影响研究[D]. 杨磊.东南大学 2017
[2]非线性负荷计量系统研究[D]. 李海东.山东大学 2017
[3]电动汽车直流充电计量研究及计量模块设计[D]. 马志强.重庆大学 2017
[4]电力系统谐波检测和抑制方法研究[D]. 耿晓馥.大连理工大学 2016
[5]电网谐波和间谐波功率的计量算法研究[D]. 钱其.中国科学技术大学 2015
[6]电网波形畸变下电能计量算法研究[D]. 常君利.杭州电子科技大学 2015
[7]电动汽车充电机对电能计量的影响[D]. 覃阳.重庆大学 2014
[8]电网谐波功率计量方法研究[D]. 孙风艳.哈尔滨工业大学 2013
[9]电网频率波动下电能计量算法的研究与实现[D]. 毛锐.杭州电子科技大学 2012
[10]智能电网高级量测体系智能电表的研究[D]. 王长清.哈尔滨工业大学 2011
本文编号：3537225
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