电动汽车充电桩设计总结与展望

面对能源和环境的巨大压力，近些年电动汽车迅速发展，与之配套的电动车充充电桩逐渐成为电动汽车产业的重点研究领域之一。另外，储能技术的应用能够实现电网的削峰填谷、提高电网电能质量、充分利用可再生能源、抑制电网震荡及提高系统稳定性，现代化的储能技术将推动未来电网的快速发展。本文介绍了一种兼顾电力系统储能功能的电动汽车充电桩，研究对象主要为兼电力储能功能的电动汽车充电桩充放电系统，该系统主要包含电压型PWM整流器、双向DC/DC变换器以及整体控制系统，研究重点在于控制系统仿真设计。

主要研究内容如下:

(1)分析了PWM整流器的基本原理，介绍了三相全桥PWM 整流器的工作原理。描述了PWM整流器的三种数学模型，即一般数学模型、两相静止坐标下数学模型和旋转坐标下数学模型。简单介绍了间接电流控制、直接电流控制等几种常用

的PWM整流器控制策略，详细介绍了电压定向的空间矢量控制。

（2）介绍了双向DC/DC变流器的基本工作原理。详细分析了双向DC/DC两种工作模式:Buck电路工作模式和Boost工作模式。描述了电池在充放电情况下双向DC/DC变换器的控制模式。

（3）介绍了兼电力系统储能功能的电动汽车换电站的整体结构及功能，提出全钒液流电池作为储能单元在充电站的应用。重点对换电站充放电机整流器交流侧电感、直流侧电容和DC/DC储能电感等主电路参数进行选择。确定了充放电机的充放电模式，即先恒流再恒压充电的充电模式，恒流或恒功率放电的模式。最后建立了充放电机的matlab模型，对电池的恒流充电和恒流放电进行仿真分析。验证了本文控制策略的有效性。

由于学术水平有限、实际工程经验不足以及时间仓促等原因，本设计在很多方面还有不足之处有:

(1)本课题对纯电动汽车的充电装置的研究，仅限于仿真

实验，至今未能有机会进行实践调研。

(2)系统的模型是在三相平衡的条件下仿真的，但是实际情况下电网会出现三相不平衡的现象，导致试验结果的偏差。

(3)动力电池是电动汽车的关键技术之一，铿电池是目前性价比较高的动力电池，但其还存在安全性等问题及电池模型还不能完全准确的描述电池的动态性能,有待日后改进。

(4)还应进一步研究电池管理系统，充放电过程应考虑电池组SOC情况,这将是以后要研究的新问题。

随着国家对新能源技术的重视，电动汽车是我国发展的主方向，而对于电动汽车的研究，全球均处于起步阶段，还有很长的路要走，期望我国能够抓住这次机遇，走在世界的前面。