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服从电网调度的电动汽车充放电装置的设计
| 论文题名： | 服从电网调度的电动汽车充放电装置的设计 |
| 关键词： | 电动汽车;双向充放电装置;电网调度;V2G技术;电池管理系统;模块化设计 |
| 摘要： | 由于资源短缺和环境问题的影响,电动汽车已成为汽车行业的研究发展方向。大量电动汽车作为大功率负载,无序地、直接地并入电网充电,势必会对电网造成冲击。但电动汽车电池可作为移动储能装置的特性,逐渐受到广泛关注。将电动汽车并入电网,服从电网调度,实现电网和汽车之间能量双向流动,已成为时下研究的热点之一。 现今,应用的充电装置大都不能服从电网调度。本论文的主要目的是设计一款适用于电动汽车并网(V2G)技术的双向充放电装置。不仅要综合考虑电动汽车电池管理系统(BMS)提供的电池实时状态信息和用户要求信息,更重要的是要能依据电网调度自动转换充放电控制方式,实现电动汽车和电网之间电能的双向传递。 本文首先从不同的充电场合分析V2G技术在电动汽车充放电管理上的实现,以及所需解决的技术要点。并且提出了V2G技术对充放电装置的技术要求。由于所设计的V2G充放电装置属于非车载充电机,故基于国标对直流充电接口的要求,确定装置整体结构的设计。 其次,为了实现装置的V2G功能,主要从拓扑结构、控制策略以及通讯方式上对传统的充电装置进行改进。该装置的拓扑结构采用双向DC/DC和双向DC/AC电路来实现功率双向流动,并对AC/DC电路进行了建模。重点分析本装置的多种工作模式及其控制策略。至于通讯方式,本装置通过CAN总线实现与电池管理系统的通信,通过电力线载波实现与上位机的通信。而且还设计了以太网接口、RS-232接口、RS-485接口,支持各种通讯方式,为以后的扩展升级使用。 为了实现智能化,本装置采用美国德州仪器公司(TI)的双核芯片Concerto系列F28M35为核心处理单元,兼备了TMS320C28x的数据处理能力和ARM Cortex TM-M3的多通信方式特点。控制子系统TMS320C28x控制电动汽车的充放电过程,主器件子系统ARM Cortex TM-M3实现通讯等相关功能。本项目基于F28M35进行了软硬件设计,主要包括电源模块、采样模块、通讯模块、充放电模块等。最后搭建简单的测试环境,验证装置能与上位机实现载波通讯。 |
| 作者： | 孙雯 |
| 专业： | 控制理论与控制工程 |
| 导师： | 陶维青 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 合肥工业大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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