交流微电网中电动汽车充放电系统的研究

发布时间：2017-08-11 05:19

  本文关键词：交流微电网中电动汽车充放电系统的研究

  更多相关文章： 电动汽车 充放电系统 变换器 模糊控制 LCL滤波器

【摘要】：近年来,汽车工业迅速发展,汽车的使用量急剧增加,正是因为如此,全球化石燃料的消耗和汽车尾气的排放量也迅速增加,加速了全球性的能源危机和环境污染。为了解决上述问题,专家们提出以电动汽车代替汽车在出行方面的作用。然而,电动汽车的分布特性和移动特性使电动汽车具有较高的充放电电压的要求。因此,对电动汽车充放电系统进行有效的管理是很有必要的,它能提高可再生能源的利用率。电动汽车中电力电子器件的使用,会给充放电系统带来大量谐波,而谐波会造成正弦波畸变,使电能质量下降。为了减少谐波对电动汽车的影响,本文研究了三相电压型PWM变换器和双向buck/boost变换器的拓扑结构,并建立了微电网中电动汽车充放电系统的数学模型。在传统控制策略的基础上,引入了SVPWM控制和模糊PI控制,实现了能量在电网与电动汽车之间的双向流动,提高了系统的功率因数,增加了系统的稳定性。此外,LCL滤波器对高频谐波的抑制作用较强,本文在三相电压型AC/DC变流器前端加入了LCL滤波器,有效地抑制了电动汽车对电网系统的谐波影响。同时也在双向buck/boost变换器与电池之间加入了LCL滤波器,提高了AC/DC变换器所产生的直流电压,减小了电池的充电电流纹波。为了验证前面提出的充放电控制系统的有效性,本文基于matlab/simulink软件建立了仿真模型,并将仿真的结果与计算的结果进行了对比,研究发现:系统的仿真结果与预期效果相一致,该充放电系统能有效的减小系统谐波和电池充电纹波,提高功率因数和电池充电电压,实现能量的双向流动。最后,搭建了系统的硬件电路,并进行了实验,实验结果表明:系统的可靠性好,能实现快速充电,且响应速度较快。
【关键词】：电动汽车 充放电系统 变换器 模糊控制 LCL滤波器
【学位授予单位】：温州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-14
• 1 课题研究背景和意义10
• 2 研究现状10-13
• 3 研究内容13-14
• 第二章 电动汽车基本原理14-18
• 1 混合动力汽车原理14
• 2 HEV结构14-16
• 2.1 串联式混合动力电动汽车14-15
• 2.2 并联式混合动力电动汽车15
• 2.3 串并联混联式混合动力汽车15-16
• 3 插入式混合动力汽车（PHEV）结构16-17
• 4 小结17-18
• 第三章 双向DC/DC变流器18-32
• 1 双向DC/DC变换器的拓扑结构及数学模型18-23
• 1.1 双向DC/DC变换器的拓扑结构18-19
• 1.2 双向DC/DC变换器的数学模型19-23
• 2 双向DC/DC侧的LCL滤波器23-25
• 3 双向DC/DC变流器控制策略25-32
• 3.1 双向DC/DC变流器的控制方案25-29
• 3.2 模糊控制器29-32
• 第四章 三相电压型AC/DC变流器32-42
• 1 三相电压型AC/DC变流器的工作原理及数学模型32-35
• 1.1 双向三相桥式AC/DC变流器的工作原理32-33
• 1.2 双向三相桥式AC/DC变流器的数学模型33-35
• 2 电网和充放电系统的稳定性分析[40-50]35-42
• 2.1 系统的整体控制策略35-37
• 2.2 d-q坐标系的解耦控制37-39
• 2.3 模糊控制39-42
• 第五章 系统仿真及仿真结果分析42-56
• 1 双向桥式AC/DC变流器系统的仿真模型42-45
• 1.1 三相静止坐标系与两相旋转坐标系转换的仿真模块42-43
• 1.2 双向AC/DC变换器的控制系统仿真模型43-45
• 2 双向DC/DC变换器的仿真模型45-46
• 3 仿真结果分析46-54
• 4 小结54-56
• 第六章 电动汽车充放电模块设计56-66
• 1 充放电系统模块总体结构56-58
• 2 硬件电路设计58-66
• 2.1 原件选型58-61
• 2.2 辅助电源模块设计61-62
• 2.3 电压检测电路设计62-63
• 2.4 电流检测电路设计63-64
• 2.5 IGBT驱动电路64-65
• 2.6 过温保护电路设计65-66
• 第七章 实验设计与结果分析66-78
• 1 试验目的与方案66
• 2 实验设计与结果分析66-75
• 3 AC/DC变流器试验结果分析75-76
• 4 本章小结76-78
• 第八章 总结与展望78-80
• 参考文献80-84
• 致谢84-86
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文和参研的项目86

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本文编号：654408