电动汽车充电桩设计毕业论文

摘要................................................................ I Abstract........................................................... II 第一章绪论. (1)

1.1课题研究背景及其意义 (1)

1.2充电系统国外研究现状 (2)

1.2.1国外研究现状 (2)

1.2.2国研究现状 (2)

1.3研究主要方案简介 (3)

1.4本论文完成的主要工作 (4)

第二章锂电池充放电特性及模型分析 (4)

2.1锂电池的介绍 (4)

2.1.1工作原理 (4)

2.1.2结构 (5)

2.1.3充放电特性 (6)

2.2充电技术 (6)

2.2.1理论依据 (6)

2.2.2充电方式 (8)

2.2.3锂电池的充电方式 (9)

2.2.4极化现象 (9)

2.3电池模型 (10)

2.3.1阻模型 (11)

2.3.2 Thevenin模型 (11)

2.3.3四阶模型 (11)

2.3.4 PNGV模型 (12)

2.3.5 GNL模型 (12)

2.4本章小结 (13)

第三章三相电压型PWM整流器的基本原理与建模分析 (14)

3.1 PWM整流器基本原理概论 (14)

3.2可逆充放电装置中PWM整流器的选择 (16)

3.2.1 PWM整流器的分类 (16)

3.2.2 PWM整流器的选择 (17)

3.3三相PWM变流器的工作原理 (17)

3.4三相PWM整流器的数学模型 (20)

3.4.1三相VSR一般数学模型 (20)

2.4.2两相静止坐标系下的数学模型 (22)

2.4.3基于旋转坐标的数学模型 (23)

3.5三相PWM整流器的控制策略 (25)

2.5.1间接电流控制 (25)

2.5.2直接电流控制方式 (26)

2.5.3电压定向的空间矢量控制 (27)

3.6本章小结 (29)

第四章应用于充电桩的双向DC-DC变流器的研究 (30)

4.1双向DC/DC变换器的拓扑选 (30)

4.1.1单向DC／DC变换器的拓扑结构 (30)

4.1.2双向DC／DC变换器的拓扑结构 (31)

4.2双向DC/DC变换器的原理介绍 (32)

4.2.1双向Buck/Boost变换器 (32)

4.2.2双向半桥变换器 (33)

4.2.3双向Cuk变换器 (34)

4.2.4双向SEPIC变换器 (34)

4.3双向DC/DC变换器的工作模式 (35)

4.4双向DC/DC变换器的控制策略 (39)

4.4.1控制双向功率流的两种方法 (39)

4.4.2双向DC/DC控制变换器控制策略 (39)

4.5本章小结 (40)

第五章电动汽车充电桩系统的总体设计与仿真 (41)

5.1充电桩控制系统总体控制策略方案研究 (41)

5.1.1几种充电模式比较 (41)

5.1.2充放电控制策略 (43)

5.2充放电系统主电路参数选取 (45)

5.2.1 IGBT的选取 (45)

5.2.2整流器交流侧电感的选取 (46)

5.2.3整流器直流侧电容的选取 (47)

5.2.4 DC/DC储能电感的选取 (48)

5.2.5电池的选取 (48)

5.3三相电压型PWM整流器控制系统设计 (49)

5.3.1电流环设计 (49)

5.3.2电压外环设计 (51)

5.4双向DC/DC控制系统设计 (52)

5.4.1控制系统的动态结构图 (52)

5.5充放电系统建模与仿真 (54)

5.5.1充电桩充电状态仿真结果分析 (55)

5.5.2充电桩放电状态仿真结果分析 (57)

5.5.3充电桩充放电状态仿真结果分析 (59)

5.6本章小结 (61)

第六章设计总结与展望 (62)

参考文献 (64)

电动汽车充电桩设计

摘要：电动汽车交流充电桩是电动汽车充电设备中最常见的基础设施之一，也是电动汽车实现产业化与市场化的重要前提。

本文首先详细介绍了电动汽车充电桩技术，并对其功能做了详细的分析，根据电动汽车充电站的特殊要求，选择了电动汽车充电装置的主电路拓扑。分别推导PWM变流器电路和双向半桥变换器的数学模型，对变流器传统控制方法和空间矢量控制方法做了对比仿真，通过仿真结果分析证明了SVPWM具有更好的控制性能，在开关频率较低情况下可以得到良好的波形。其次建立电动汽车充电装置仿真模型，对蓄电池充电、放电做了仿真研究。结果表明电动汽车充电装置可以实现在电网不稳定时向网侧提供能量，并且在充电过程中注入电网电流为正弦波相位与电网电压相同，放电时候过程中网侧电流正弦相位与电网电压相差180，直流母线电压波动小，系统动态性能好、能够实现单位功率因数校正。

搭建了实验仿真系统，对控制策略进行验证。仿真分析和实验结果验证了电动汽车充电桩可以实现单位功率因数校正、滤除谐波污染，并能够实现能量双向流动提高了电网的稳定性。

关键词:PWM变流器;双向半桥变换器;空间矢量控制;功率因数校正

Design of charging pile for electric vehicle

Abstract：Electric vehicle AC charging pile is one of the most common infrastructure of electric vehicle charging equipment, and it is also an important prerequisite for the realization of industrialization and marketization of electric vehicles.

Firstly, this article describes Electric vehicle charging pile technology, and analyses its function in detail. It selects electric vehicle charging machine maincircuit topology according to the special requirements of electric vehicle charging stations.Then,the mathematical model of PWM converter and half-bridge converter are deduced respectively. Comparing the traditional controlmethods and SVPWM in simulation, the results confirms that the control performance of the SVPWM is better..Secondly, this article also establishes the electric vehicle charging machine simulation model, then the charging and discharging simulation are completed. The results can prove that the electric vehicle charging machine can provide energy to grid when the grid is unstable. The current injected into the grid is a sine wave and its phase is synchronized with the grid voltage when the charging station is in charging mode. While the current is also a sine wave and its phase with a difference of with the grid voltage when the charging station is in discharging mode, its DC bus voltage fluctuations is small, and system