譚雅瑋　劉益壯　侯林伶 　王倩　李唯佳

摘? 要：該文介紹了一種雙電力接口充電樁設(shè)計(jì)方法，充電時(shí)該系統(tǒng)通過雙向PWM整流電路對(duì)交流電網(wǎng)側(cè)交流電進(jìn)行整流（采用SVPWM控制方法），用戶可以使用由雙向DC/DC降壓后的電能;放電時(shí)將由DC/DC電路升高后的電壓通過PWM電路逆變成交流電進(jìn)入電網(wǎng)。在充放電期間由TMS320F2812芯片對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行DSP控制。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)電能的雙向變換，改善智能電網(wǎng)的穩(wěn)定性，起到“削峰填谷”的作用，同時(shí)也可以讓電動(dòng)汽車用戶和電力部門獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：雙電力接口充電樁? v2g? DSP控制

中圖分類號(hào)：TM925.9 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2019）11（b）-0033-02

隨著我國(guó)對(duì)新能源汽車的重視和有關(guān)政策的施行，電動(dòng)汽車因可以利用清潔可再生能源作為動(dòng)力而越來越受到青睞。其中，為電動(dòng)車充電的充電樁是電動(dòng)車充放電系統(tǒng)不可或缺的一部分。

該文探討了一種基于V2G（Vehicle to Grid）電動(dòng)汽車和電網(wǎng)互動(dòng)技術(shù)的雙電力接口充電樁設(shè)計(jì)方法，主要分為PWM整流部分，雙向DC/DC電路和DSP控制監(jiān)測(cè)與通信幾部分，以實(shí)現(xiàn)電能的雙向變換，改善智能電網(wǎng)的穩(wěn)定性，起到“削峰填谷”的作用，同時(shí)也可以讓電動(dòng)汽車用戶和電力部門獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益。

1? 系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)

該系統(tǒng)主要分為PWM整流部分、雙向DC/DC電路和DSP控制監(jiān)測(cè)通信幾部分。其具體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

充電時(shí)該系統(tǒng)通過雙向PWM整流電路對(duì)交流電網(wǎng)側(cè)交流電進(jìn)行整流，用戶可以使用由雙向DC/DC降壓后的電能;放電時(shí)將由DC/DC電路升高后的電壓通過PWM電路逆變成交流電進(jìn)入電網(wǎng)。在充放電期間由TMS320F2812芯片對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行DSP控制。

2? 三相PWM整流

三相電壓型PWM整流器可以實(shí)現(xiàn)電能的雙向流通，且具有畸變率低、功率因數(shù)可調(diào)等諸多優(yōu)點(diǎn)。該系統(tǒng)采用空間矢量脈寬調(diào)制（SVPWM）控制方法產(chǎn)生控制開關(guān)管的信號(hào)，對(duì)比正弦波脈沖調(diào)制（SPWM），SVPWM可以提高電壓利用率，動(dòng)態(tài)性能也比SPWM控制方法優(yōu)良。同時(shí)每次開關(guān)切換只涉及一個(gè)器件，開關(guān)損耗小。同時(shí)，因三相電壓型PWM整流器可逆變，能夠同時(shí)擔(dān)任從電網(wǎng)把能量傳輸給電動(dòng)汽車電池組，和把能量送回電網(wǎng)的功能。三相PWM整流電路基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖2所示。

三相電壓型PWM型整流器的控制方法。為保持電流為正弦波形，改善功率因數(shù)等性能，可以采用電流閉環(huán)的控制方式。如采用電流滯環(huán)跟蹤模式，把參考電壓與輸入電流進(jìn)行比較，若電流差值超過設(shè)置的環(huán)寬，自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出電流，使電流不會(huì)偏差過大超過設(shè)定范圍。

3? 雙向DC/DC電路

該文設(shè)計(jì)的充電樁可以通過雙向DC-DC變換器使能量完成從電網(wǎng)到負(fù)載和從負(fù)載到電網(wǎng)的雙向傳遞。功能上可以看成兩個(gè)單向DC-DC變換器，可以達(dá)到“一機(jī)兩用”的功能。雙向DC-DC變換器同時(shí)應(yīng)具有控制輸入電壓，提高利用功率因數(shù)的功能，在國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車生產(chǎn)中廣泛使用。

該設(shè)計(jì)選用Buck/Boost電路，當(dāng)電動(dòng)汽車從充電樁獲取電能時(shí)，雙向DC＼DC變換器起到對(duì)直流電壓的降壓作用;當(dāng)把電動(dòng)汽車蓄電池的能量反饋給電網(wǎng)時(shí)，雙向DC＼DC變換器起升壓作用，把升壓后的直流電傳給三相電壓型PWM整流器，再經(jīng)過逆變后傳給交流電網(wǎng)。

4? DSP控制電路與電網(wǎng)通信

DSP即數(shù)字信號(hào)處理，將系統(tǒng)輸出電壓電流采樣，后通過程序設(shè)置，產(chǎn)生PWM信號(hào)控制開關(guān)管，同時(shí)進(jìn)行PI控制。采用通用DSP芯片的數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)比模擬信號(hào)處理相比，有精度高、抗干擾能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好、編程方便、接口簡(jiǎn)單、集成方便等優(yōu)點(diǎn)。該設(shè)計(jì)中此系統(tǒng)選用TMS320F2812作為主控制芯片。因?yàn)樗济娣e小、性能優(yōu)良、便攜性高等特點(diǎn)，TMS320F2812可以同時(shí)適用于多種手持設(shè)備，滿足各種工業(yè)環(huán)境應(yīng)用。

充電樁中同時(shí)具有與電網(wǎng)的通信功能。通過對(duì)電網(wǎng)需求的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)充放電價(jià)進(jìn)行調(diào)整。

5? 結(jié)語

該文討論了一種雙電力接口充電樁的基本結(jié)構(gòu)，主要為PWM整流，雙向DC/DC變換，DSP控制部分，并對(duì)這些部分進(jìn)行了說明。若本設(shè)計(jì)投入使用，可以實(shí)現(xiàn)電能的雙向變換，在不同的時(shí)間對(duì)電網(wǎng)放電和充電，從而改善智能電網(wǎng)性能。

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