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储能式电动汽车充电桩的充放电控制系统研究
| 论文题名： | 储能式电动汽车充电桩的充放电控制系统研究 |
| 关键词： | 电动汽车;储能式充电桩;充放电控制;系统设计;功率转换;状态监测 |
| 摘要： | 随着环境和能源问题的日益严峻，电动汽车和新能源发电应运而生。电动汽车以节能、环保、高效的优势成为现代汽车工业发展的主要方向之一，但其随机充电行为对电网造成影响。新能源发电也逐渐成为减少环境污染、满足负荷增长、提高能源综合效率及供电可靠性的有效途径，但其具有很强的间歇性。而储能技术具有削峰填谷、平滑负荷、改善电网特性的功能，可弥补电动汽车充电和新能源发电中的不足。因此，将储能技术与充电装置相结合，构建储能式电动汽车充电桩对电动车的推广应用具有重要意义。 本文在蓄电池充放电效率测试系统的基础上，针对储能式充电桩的充放电控制系统进行了研究，设计了一套基于DSP的模拟实验系统，实现交流电网、储能电池、电动车电池间的功率转换和状态监测。论文的主要工作可总结如下: (1)储能式充电桩的可行性分析 研究了传统充电桩的工作原理、蓄电池的充放电控制方式和容量检测等理论，分析并总结了其存在的主要问题。并对本文的储能式充电桩的储能容量配置和运行模式进行了分析，归纳出其优缺点。在此基础上，结合传统充电桩的技术现状，给出模拟实验系统的设计指标和总体设计方案。 (2)功率转换系统的分析 分析总结供电方式和DC/DC变换器的各种拓扑结构的优缺点，选择直流母线供电方式、单相不可控整流、Buck变换器、双向半桥型DC/DC变换器作为系统的变流结构，并利用状态空间平均法建立了Buck和Boost变换器的动态模型;最后通过Matlab仿真验证了Buck和Boost变换器的闭环工作原理，为系统的调试提供了理论依据。 (3)硬件设计 根据系统的设计指标和总体设计方案，完成了功率转换系统和控制系统的硬件电路设计。选用DSP TMS320F28335微处理器作为主控单元，设计了最小系统、功率转换系统、驱动电路、采集电路、内阻检测电路、通讯电路和辅助电源电路。 (4)软件设计与实验测试 在CCS5.2软件开发环境下，完成了系统的C语言程序设计，主要包括主程序、中断服务、充放电、通讯和PI控制器等子程序。在完成软、硬件设计和实现的基础上，对模拟实验系统进行了测试，分析了内阻测量模块的准确性和系统的关键波形;并结合上位机存储的数据，对电池的充放电特性和效率进行了分析。实验结果表明，本系统达到了最初的设计目标，能够实现对电池的充放电和状态监测功能。 |
| 作者： | 种马刚 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 孟彦京 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 陕西科技大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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