電動汽車車載充放電機功率變換拓撲及其控制策略研究.pdf

1、近年來，伴隨著智能電網(wǎng)技術(shù)的提出和發(fā)展，一種電動汽車與智能電網(wǎng)進行雙向互動的技術(shù)即V2G技術(shù)也應(yīng)運而生。在V2G技術(shù)中，電動汽車將作為分布式儲能單元與智能電網(wǎng)進行能量和信息的雙向互動，其對電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行和電動汽車產(chǎn)業(yè)本身的發(fā)展都具有重要意義。而要實現(xiàn)V2G技術(shù)，車載充放電機是關(guān)鍵設(shè)備之一，其性能的優(yōu)劣將直接影響V2G的安全、高效及可靠進行。因此，本論文以電動汽車車載充放電機為對象，研究其功率變換拓撲和控制策略，可以彌補現(xiàn)有相

2、關(guān)文獻研究的欠缺，為車載充放電機工程實現(xiàn)提供可以借鑒的方案。論文完成的研究工作與取得的主要成果如下：
　　 ①針對車載充放電機能量雙向流動和高效率與高功率密度的關(guān)鍵技術(shù)要求，提出了一種由前級單相可逆PWM整流器和后級兩相交錯并聯(lián)Buck/Boost變換器構(gòu)成的兩級拓撲結(jié)構(gòu)，并分別研究了前級和后級變換器拓撲提高效率和功率密度的措施。
　　 ②基于提出的車載充放電機功率變換拓撲，研究了其可以實現(xiàn)性能優(yōu)化和功能多樣化的控制策略

3、，具體為：前級單相可逆PWM整流器采用基于虛擬dq坐標(biāo)系的控制策略，與傳統(tǒng)控制策略相比，在實現(xiàn)電流內(nèi)環(huán)無差的同時還可以實現(xiàn)有功、無功電流的獨立控制，從而使車載充放電機還可以具有無功補償?shù)墓δ埽桓鶕?jù)動力電池的等效電路模型及充放電模式需要，對后級兩相交錯并聯(lián)Buck/Boost變換器提出了一種可以簡化控制器的電壓電流雙模式統(tǒng)一控制策略；提出了一種基于穩(wěn)態(tài)占空比關(guān)系的電壓前饋控制策略，可以抗輸入電壓擾動和降低積分環(huán)節(jié)對系統(tǒng)動態(tài)和穩(wěn)定性的影響，

4、并將所提控制策略應(yīng)用于后級變換器，得到了一種基于輸入電壓前饋的改進雙模式統(tǒng)一控制策略，理論分析表明可以有效減小直流母線電壓波動對后級輸出的影響，從而可以減小直流母線電容。
　　 ③在理論分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計了3.5kW車載充放電機系統(tǒng)的主電路和控制器參數(shù)，并在Matlab/Simulink中搭建系統(tǒng)仿真模型進行了穩(wěn)態(tài)和動態(tài)仿真，驗證了所設(shè)計方案的可行性和理論分析的正確性；最后搭建了前級單相可逆PWM整流器接近工程應(yīng)用條件下的實驗樣