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试谈变换器电动汽车换电站充放电制约系统设计学术

收藏本文 2024-02-08 点赞:20220 浏览:85867 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:随着电动汽车的广泛运用,与之相配套的电动汽车电池能源供给系统也快速进展起来,国家电网公司已提出按照“换电为主、插充为辅、集中充电、统一配送”的方式,打造国家电网公司电动汽车能源供给系统。本论文介绍了一种兼顾电力系统储能功能的电动汽车换电站,探讨对象主要为兼电力储能功能的电动汽车换电站智能充放电系统,该系统主要包含电压型PWM整流器、全钒液流电池储能器、双向DC/DC变换器以及整体制约系统,探讨重点在于制约系统硬件设计。本论文的主要内容包括以下几个方面:(1)简要介绍了电动汽车及其充换电站的进展,并对电池的充电方式及充电装置进行了浅析。(2)浅析了PWM整流器的基本原理和三相全桥PWM整流器的工作原理并建立了数学模型;总结了电压型PWM整流器的制约方式,重点描述了本论文充放电机所采取的空间矢量(SVPWM)制约策略;论述了双向DC/DC变换器的原理、工作方式及制约方式。(3)提出了兼电力系统储能功能的电动汽车换电站总体的设计案例,并介绍了其主要功能,设计了换电站充放电机主电路的主要参数,选取了合理的充放电机的充放电制约对策,在matlab中建立了充放电机的仿真模型,并对电池的恒压充电和恒流放电进行了仿真,仿真结果验证了制约对策的可行性。(4)对智能充放电制约系统主电路进行了硬件设计,并重点浅析了主控芯片的选取、电源设计、采样电路设计、电网同步电路设计、隔离放大电路设计、保护电路的设计,最后完成了小型试验样机的硬件电路PCB板的制作,并对各部分电路板进行了实测调试,调试结果基本达到设计要求。关键词:电动汽车换电站论文PWM整流器论文双向DC/DC变换器论文充放电机论文硬件设计论文

    摘要5-6

    Abstract6-11

    第1章 绪论11-22

    1.1 探讨背景11-14

    1.1.1 我国进展电动汽车及充/换电站的必要性11-14

    1.1.2 储能技术在电网中的进展与运用14

    1.2 储能型换电站和电池智能充放电系统国内探讨近况14-21

    1.2.1 储能型换电站国内外进展近况14-19

    1.2.2 电池智能充放电系统19-21

    1.3 课题来源介绍21

    1.4 本论文完成的主要工作21-22

    第2章 三相电压型 PWM 整流器的基本原理与建模浅析22-35

    2.1 PWM 整流器基本原理概论22-24

    2.2 可逆充放电装置中 PWM 整流器的选择24

    2.2.1 PWM 整流器的分类24

    2.2.2 PWM 整流器的选择24

    2.3 三相全桥 PWM 变流器的工作原理24-27

    2.4 三相 PWM 整流器的数学模型27-30

    2.4.1 三相 VSR 一般数学模型27-28

    2.4.2 两相静止坐标系下的数学模型28-29

    2.4.3 基于旋转坐标的数学模型29-30

    2.5 电压型 PWM 整流器制约原理30-34

    2.5.1 间接电流制约31

    2.5.2 直接电流制约方式31-32

    2.5.3 电压定向的空间矢量制约32-34

    2.6 本章小结34-35

    第3章 运用于充放电机的双向 DC/DC 变流器的探讨35-40

    3.1 双向 DC/DC 变换器的原理介绍35

    3.2 双向 DC/DC 变换器的工作方式35-38

    3.2.1 Buck 电路工作方式36-37

    3.2.2 Boost 电路工作方式37-38

    3.3 双向 DC/DC 变换器制约方式38-39

    3.4 本章小结39-40

    第4章 电动汽车智能充换电站案例设计40-53

    4.1 兼储能式智能充换电站的总体案例40-42

    4.1.1 智能充换电站系统结构40

    4.1.2 智能充换电站功能介绍40-41

    4.1.3 全钒液流电池储能技术在充电站的运用41-42

    4.2 换电站充放电机主电路参数选取42-45

    4.2.1 IGBT 的选取42-43

    4.2.2 整流器交流侧电感的选取43-44

    4.2.3 整流器直流侧电容的选取44

    4.2.4 DC/DC 储能电感的选取44

    4.2.5 电池的选取44-45

    4.3 智能充电机制约对策探讨45-48

    4.3.1 几种充电方式比较45-46

    4.3.2 充放电制约对策46-48

    4.4 换电站充放电机建模与仿真48-52

    4.4.1 充放电机充电状态仿真结果48-50

    4.4.2 充放电机放电状态仿真结果50-52

    4.5 本章小结52-53

    第5章 电动汽车用智能充放电机制约系统硬件设计53-64

    5.1 基于 DSP 的制约单元硬件设计及仿真53-62

    5.1.1 主控芯片的选取54-55

    5.1.2 辅助电源55-56

    5.1.3 采样电路56-59

    5.1.4 过零检测电路59-60

    5.1.5 隔离放大电路60-61

    5.1.6 保护电路61

    5.1.7 其他电路61-62

    5.2 充放电机制约单元软件设计62

    5.2.1 运转参数显示与人机交互通讯62

    5.2.2 充电/放电软件制约62

    5.2.3 软件保护62

    5.3 样机实验62-63

    5.4 本章小结63-64

    结论64-66

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