基于电动汽车V2G技术的多端口集成车载变换器研究.docx资源-CSDN文库

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1 引言

电动汽车 V2G(Vehicle to grid)技术的应用,实现了电网与电动汽车电池能

量的双向流动,在智能电网发展中扮演着至关重要的角色

[1]

。双向功率变换器则

是智能电网与电动汽车能量交换的载体,是实现电动汽车 V2G 技术的关键性设

备。

当大规模电动汽车与电网集成情况下,大量充电机的接入将会带来充电站

面积和成本增大等问题。若采用系统集成技术,就能在一定程度上解决这些问

题。目前,传统双向功率变换器的研究较多,而集成车载变换器的相关文献较少。

关于电动汽车充电变换器和驱动变换器集成方案主要有三种：① 不共享

电机绕组,只集成电机驱动逆变器和充电机的功率模块

[2⇓ -4]

;② 共享传统电机绕

组,需要将电机绕组中性点引出,同时集成电机绕组、逆变器和充电机的功率模

块

[5-6]

;③ 共享开绕组电机绕组,同时集成电机绕组、逆变器和充电机的功率模

块

[7⇓ -9]

。

第一种集成充电拓扑没有集成电机绕组,需要使用额外的储能电感实现功

率因数校正(Power factor correction,PFC),不能充分复用驱动系统的器件,但不

需要改动电机结构;第二种集成充电方案对传统电机绕组的改动较小,充分复用

驱动系统的器件,但实现的充电功率受限;第三种集成充电拓扑充分复用驱动系

统的器件,可以实现较大功率充电,但需要改动电机结构,将传统电机绕组的中

性点打开,构成开绕组结构形式。

根据第三种集成方案,文献[10-11]给出了一种新型的基于 V2G 技术的集成

充电变换器。借鉴此思路,本文也提出了一种基于 V2G 技术的集成车载变换器。

该集成方法简单,集成的拓扑结构简单,易于操作实现,且可接入不同形式的电

网。本文分析了集成变换器不同模式下的拓扑结构形式,给出了简单的控制策

略,并验证了集成式双向变换器的可行性。

2 基于 V2G 技术的多端口集成车载变换器

电动汽车与电网之间的关系如图 1 所示。当电动汽车不行驶时,车载电池

可以将电能馈送给电网系统,也可以从电网吸收能量进行充电。车载电池储存

的是直流电,而电网发出的是交流电,能量形式匹配需要双向电力电子变换器来

完成。

图 1

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