电动汽车充电桩设计 毕业论文

选题的背景与意义背景：我国的电动汽车行业创新体系在十年的快速发展后，呈现出“三纵三横”的研发局面，建立了较完善的研发团队。我国己掌握了电动汽车整车开发关键技术，能开发多类电动汽车，一系列的电动汽车整车产品己被展出，而且自主研发的电动汽车也己投入市场运营。核心技术的不断突破，加之政策的大力扶持，我国在未来两年内电动汽车会进入成长快速期，电动汽车的市场及生产规模会迅速扩大。同时应该注意的是，电动汽车充电设施是电动汽车产业链中不可忽视的重要组成部分，在大力发展电动汽车产业的同时还应充分兼顾充电设施的发展。由于电能是一种二次能源，随着智能电网的快速发展，电动汽车及其配套设施充电站的建设，也要朝智能化，高效利用电力资源方向发展。因此，电动汽车充电桩的发展已经迫在眉睫。意义：随着电动汽车和智能电网技术的推广，动力电池可能作为智能电网中的移动储能单元，在白天用电高峰期，动力电池给电网传输电能;在晚间费用电高峰期，电网给动力电池充电，这种电能的双向流动名为车电互联V2G(VehicletoGrid)，电动汽车充电桩这种充放电系统设施是V2G技术发展的必不可少的重要组成部分。二、设计（研究）的思路与主要内容设计思路:本课题主要是对现今比较热门的电动汽车的蓄电池组充电装置进行详细的分析和研究，将可逆PWM整流器和双向DC/DC变换器相集合，可逆PWM整流部分即可作电动汽车的充电电源，又可作电动汽车的放电负载，且在电池的充放电过程中，实现单位功率因数，电能双向流动，低谐波污染等;充放电部分采用DC/DC变换器，运用其独特的升降压功能，自动调节降压充电和升压放电的转换。充电方式采用先恒流再恒压的充电技术，消除了蓄电池组的极化现象、充电速度快、使用寿命长、安全可靠、绿色环保等特点。主要内容：①查询有关资料文献并完善开题报告。②确定整流逆变器主电路拓扑选型，双向DCDC功率变换器主电路拓扑选型。③研究整流逆变器调制和控制策略。④研究双向DC/DC变换器调制和控制策略。⑤研究充放电系统控制策略。⑥搭建仿真模型，进行系统控制策略验证。三、毕业论文所用的方法（技术路线）设计适合电动汽车充电桩对的变流拓扑及双向DC-DC功率变换器，实现对电动汽车蓄电池充放电的控制。本次设计采用三相全桥PWM整流逆变器，建立其基于旋转坐标的数学模型，通过坐标变换将三相对称静止坐标系(a,b,c)转换为以电网基波频率同步旋转的(d,q)坐标系，这样同步旋转坐标系中的直流变量将代替三相对称静止坐标系中的基波正弦变量,便于控制。其采用基于前馈解耦的空间矢量调制和直接电流控制模式即采用电压外环和电流内环的双闭环控制策略，电流内环能够提高系统的动态性能，实现限流保护，电压外环控制能够保证直流侧电压稳定性。双向DC-DC功率变换器采用双向半桥拓扑结构，其采用独立的PWM调制策略和电流闭环控制策略。对整个充放电系统控制策略采用先恒流再快速脉冲充电的充电模式，恒流或是恒功率的放电模式。空间矢量控制电压电流双闭环控制独立PWM控制电流单闭环控制充放电逻辑单元控制四、主要参考文献(8-10篇)参考文献[l]鲍健强，叶瑞克.电动汽车:汽车制造业的“低碳革命”.浙江经济，2010[2]低碳经济在中国发展前景广阔.交通企业管理，2010[3]李俄收，吴文民.电动汽车蓄电池充电对电力系统的影响及对策.华东电力，2010[4]李瑞生，王晓雷，周逢权，李献伟.灵巧潮流控制的电动汽车智能化充电站.电力系统保护与控制，2010[5]夏德建.电动汽车研究综述.能源技术经济，2010[6]李晓华，钱虹.新能源汽车行业技术瓶颈及发展趋势.电源技术，2011[7]陈清泉，孙逢春，祝嘉光.现代电动汽车技术.北京:北京理工大学出版社，2002[8]张步涵，曾杰，毛承雄.电池储能系统在改善并网风电场电能质量和稳定性中的应用.电网技术[9]俞振华.大容量储能技术的现状与发展.中国电力企业管理，2009[10]袁琦.可再生能源发电中的储能技术.电力电容器与无功补偿，2009[11]田廓，焉区帆，薛松等.建设中国特色坚强智能电网技术经济关键问题框架研究.华东电力，2010[12]宋晓芳，薛峰，李威等.智能电网前沿技术综述.电力系统通信，2010计划进度2016.01.18通过查阅和收集各种文献资料，简单介绍了课题研究背景和意义。2016.03.01了解电动汽车充电桩系统的结构组成及电池的充放电特性及模型分析。2016.03.10确定整流逆变器的拓扑电路选型，然后分析三相全桥PWM整流器的工作原理，并对三相PWM整流器建立数学模型，总结电压型PWM整流器的控制方式，重点分析充电桩整流器所采用的空间矢量(SVPWM)控制方法。2016.03.25确定直流变换双向DC-DC电路拓扑结构选型，然后概述双向DC/DC变换器的原理、工作模式及控制模式。2016.04.01对充电机几种常用的充电模式进行对比分析，确定了充放电控制模式。2016.04.06最后建立了充放电机的matlab仿真模型，对充电系统及其控制策略进行验证分析。2016.04.10撰写设计论文。.六、指导教师意见（对本课题的深度、广度及工作量的意见及开题是否通过）：通过□完善后通过□未通过□

指导教师签名：年月日湘潭大学兴湘学院毕业设计（论文）中期检查及评语学号姓名年级、班级自动化题目名称电动汽车充电桩设计学生自评及结果充电桩系统整体结构主要包括PWM整流部分、DC/DC充放电部分及电池组。从网侧直接引交流电经整流装置转换为直流电，再经DC/DC变换装置给电池组充放电。可逆PWM整流部分选用的是三相电压型PWM整流器，即可作电动汽车的充电电源，又可作电动汽车的放电负载，且在电池的充放电过程中，可实现单位功率因数，电能双向流动，低谐波污染等;充放电部分采用的是双向半桥DC/DC变换器，运用其独特的升降压功能，自动调节降压充电和升压放电的转换，采用恒流恒压充电技术，消除电池的极化现象，缩短充电时间，延长使用周期。设计结果：系统仿真模型已经基本建立完整实现仿真运行。系统充电运行时，将220V相电压交流电通过三相整流逆变器输出稳定的600V直流电压。600V直流电压再通过DC/DC变换器对蓄电池进行降压充电。放电运行时，蓄电池电压经过DC/DC变换器升压，再将此直流电压经逆变器输出得到交流侧交流电压电流反相位，因此实现了能量地双向流动。系统已经实现对蓄电池进行20A的恒流充电和10A的恒流放电控制，并且取得了较好的实验仿真结果波形图，整流逆变器交流侧电流谐波含量较少，能够实现单位功率因素控制，电压电流呈正弦波形；直流侧输出电压稳定在600V，直流脉动含量较少；充放电控制转换过程快，超调量小。下一阶段任务是实现系统先恒流再恒压的充电控制方式，撰写毕业论文，准备毕业答辩相关事宜。签名：指导教师评语指导教师签名年月日中期检查小组意见任务书□有□无程序□有□无硬件□有□无设计图□有□无组长签名年月日学生答辩记录表学号：姓名：专业：