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电动汽车自适应充电的电力载波通信系统
| 论文题名： | 电动汽车自适应充电的电力载波通信系统 |
| 关键词： | 电力载波通信;电动汽车;正交频分复用技术;控制策略 |
| 摘要： | 随着经济的发展，能源问题一直困扰着人类，在探求新能源的道路上人类一直在不停的探索。新能源技术朝着更加先进更加完善的方向发展。汽车是现在在中国家庭中也越来越普遍，但是汽车消耗石油，自然资源消耗紧缺必然会导致环境和能源的问题更加严峻。电动汽车的出现很有效的解决了能源的问题。而电动汽车推广普及势必会导致电网用电负荷的增加，本课题采取电力载波通信方式作为电动汽车和充电桩之间的通信方式，研究了基于电力载波通信的电动汽车充电系统。其中，电力载波通信方式是采用已有的电力线网络作为传输媒介进行数据的传输。在中国，强大的电力线网络分布非常广，不需要额外的架设通信线，采用先进的载波技术后电力线信号可以实现稳定传输。 本文首先介绍了电力载波通信的国内外发展现状，围绕着基于电力载波的电动汽车充电通信方式进行了探索研究。分析了电力载波通信信道的一些特殊的固有特性，重点研究了信号衰减和距离、频率、负载的关系。针对传输环境恶劣的电力线网络，本课题提出了基于OFDM（正交频分复用技术）的电力线载波电动汽车充电的通信方式。 详细介绍了正交频分复用技术的基本原理，然后对OFDM技术进行了数学模型分析。经过算法计算分析，利用循环前缀和保护间隔能够有效的解决多径衰落信道的问题。本文介绍了两种常见的算法，快速傅里叶变化和小波变换算法。再比较了两种算法之后，证明基于小波变换的OFDM电力载波通信具有高可靠性和稳定性以及较高的抗干扰能力。 由于采用的OFDM电力线载波通信故传统的外围硬件电路满足不了系统的传输环境。本课题需要设计出精度更高、工作特性更加稳定的载波信号源电路，A/D、D/A电路，晶振时钟电路以及滤波电路等。利用实习单位资源，选取了安森美半导体公司的AMIS-49587型号的芯片作为本课题的调制解调模块。结合设计的外围电路实现了将载波板处理后的信号放大后传输，提高了信号的传输距离，改善了电力载波通信效果。 电动汽车充电采用的是IEC15118通信协议，该标准是为电动汽车和交流充电桩之间通讯统一制定的标准。传统的充电桩采用CAN总线通信方式，其接口不能满足本课题设计要求。本文设计了自适应充电控制策略，同时改进了充电桩接口电路。最后对整个系统进行了通信测试，结果表明本文设计的基于OFDM电力载波通信方式的电动汽车充电系统能够完成充电信号稳定传输。 |
| 作者： | 钱程 |
| 专业： | 控制科学与工程 |
| 导师： | 殷志祥 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 安徽理工大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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