一种基于V2G技术的电动汽车充放电装置制造方法及图纸

一种基于V2G技术的电动汽车充放电装置，其特征在于它包括交流信号采样调理系统、直流电压采样调理系统、DSP控制系统、驱动系统和主回路系统；其充放电方法包括：实时监测、信号采集、AD转换、PWM输出、控制驱动、实现双向流动；其优越性在于：硬件装置设计简单；采用V2G技术，使电动汽车与电网的电能可以互相转换；充电时网侧功率因数可为1，放电时网侧功率因数可为-1；系统的可靠性高。

【技术实现步骤摘要】
-种基于V2G技术的电动汽车充放电装置 (一）
： 本专利技术属于电动汽车电力装备领域，特别是可实现与电网之间的双向互动和交换 的一种基于V2G技术的电动汽车充放电装置。 (二）
技术介绍
： 随着能源问题与环境污染的日益突出，以电动汽车取代传统的内燃机汽车成为 当前研究的热点之一，而电池充放电技术是电动汽车发展的关键技术，但传统意义上电网 只向电动汽车电池充电，由于电动汽车电池容量和充放电功率很大，因此只能在专门的充 电站完成充电任务，这给充电带来很大的不便；同时，对于长期停放的电动汽车，其不仅 电池里储存的能量没有得到很好利用也在一定程度上对电池的寿命造成影响。随着智能电 网的提出和发展，人们正积极探索和研究一种新模式，V2G(Vehicle to Grid)模式，即让 电动汽车的电能在受控状态下实现与电网之间的双向互动和交换，在此基础上也可以提 高电动汽车用户对车载设备的充电便利性与经济性以及电网运行效率，但是针对如何实现 电动汽车与电网之间的互动供电，现有技术大多电路结构复杂，成本高、效率低，因此， 有必要提出一种经济有效的充放电装置以推动V2G技术和智能电网技术的发展。 (三）
技术实现思路
： 本专利技术的目的在于设计了一种基于V2G技术的电动汽车充放电装置，它可以克服 现有技术的不足，是一种采用V2G技术，可让电动汽车的电能在受控状态下实现与电网之 间的双向互动和交换；结构简单、操作方便的电动汽车充放电装置。 本专利技术的技术方案：一种基于V2G技术的电动汽车充放电装置，其特征在于它是 由交流信号采样调理系统、直流电压采样调理系统、DSP控制系统、驱动系统和主回路系统 组成；其中，所述主回路系统分别与外部电网及蓄电池储能系统呈双相连接；且所述主回 路系统的输入端接收驱动系统的驱动信号，其输出端连接直流电压采样调理系统的输入 端；所述交流信号采样调理系统的输入端采集电网信号，其输出端连接DSP控制系统的输 入端；所述DSP控制系统的输入端与直流电压采样调理系统的输出端连接，其输出端连接 驱动系统的输入端。 所述交流信号采样调理系统是由交流电流采样调理单元和交流电压采样调理单 元构成；其中，所述交流电流采样调理单元由霍尔电流互感器和电流调理电路构成；所述 霍尔电流互感器与电流调理电路呈单向连接；所述电流调理电路是由运算放大器、低通滤 波器和电压偏移缩放电路构成；所述运算放大器、低通滤波器和电压偏移缩放电路依此呈 单向连接；所述交流电压采样调理单元由霍尔电压互感器和电压调理电路构成；所述霍尔 电压互感器与电压调理电路呈单向连接；所述电压调理电路由差分放大器、滤波器和限压 箝位电路构成，并依此呈单向连接；所述交流电流采样调理单元的输出端和电压采样调理 单元的输出端分别和DSP控制系统的输入端连接。 所述DSP控制系统是由A/D转换模块、控制算法模块和PWM输出模块构成；其中， 所述A/D转换模块的输入端接收交流信号采样调理系统的输出端，其输出端与控制算法模 块的输入端连接；所述控制算法模块的输出端连接PWM输出模块的输入端；所述PWM输出 模块的输出端与驱动系统的输入端连接。 所述主回路系统由PWM整流器和DC/DC变换器组成；所述PWM整流器经直流侧稳 压电容与DC/DC变换器呈双向连接；所述DC/DC变换器与蓄电池双向连接；所述PWM整流 器和DC/DC变换器所使用的电力电子器件为绝缘栅双极型晶体管IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor);所述IGBT的发射极E、集电极C和栅极G由驱动系统驱动。 所述驱动系统由下拉电阻、可用于IGBT驱动的M579驱动芯片、两个三极管和稳压 二极管组成；其中，所述下拉电阻作为输入电阻，其一端接收DSP控制系统的输出信号；另 一端与M579系列芯片的输入端连接；所述M579系列芯片的输出端分别连接两个三极管的 基极；所述M579芯片的另一个端子输出信号、两个三极管的串联点引出信号以及稳压二极 管的输出信号分别作为主回路系统中的集电极C、栅极G和发射极E的输入信号。 -种基于V2G技术的电动汽车充放电装置的充放电方法，其特征在于它包括以下 的步骤： (1)交流信号采样调理系统与外电网相连，实时的检测和调理网测电压、电流信 号；直流电压采样调理系统与主回路系统中的PWM整流器直流侧稳压电容相连接，实时的 检测稳压电容的电压值； (2)交流信号采样调理系统和直流电压采样调理系统分别与DSP控制系统相连 接，由DSP控制系统内部的A/D模块接收步骤（1)中采样的模拟信号，然后将其转化成DSP 控制系统的控制算法模块可识别的数字信号； (3)DSP控制系统的控制算法模块根据步骤（2)得到的电压、电流信号的值，由PWM 输出模块产生PWM信号；控制算法模块主要包括PWM整流器的控制算法和DC/DC变换器的 控制算法；PWM整流器的控制算法采用电压电流双闭环控制，控制目标是保证直流侧稳压 电压恒定；DC/DC变换器的控制采用电流闭环控制，分别控制蓄电池的充电电流和放电电 流； (4)驱动系统接收到DSP控制系统发出的PWM信号后，由此信号驱动主回路系统中 的PWM整流器和DC/DC变换器，以实现电动汽车蓄电池与电网的能量的双向流动。 本专利技术的工作原理： 自动充放电装置实时的检测电网侧电压、电流和PWM整流器直流侧电容电压作为 PWM整流器控制的给定信号。PWM整流器的电压、电流环控制采用PI调节器。PWM整流器的 控制目标是使直流侧电容电压稳定，以作为DC/DC变换器直流器的稳定电压源。 上述所说PWM整流器在d、q坐标系下的电流的解耦方程为：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于V2G技术的电动汽车充放电装置，其特征在于它包括交流信号采样调理系统、直流电压采样调理系统、DSP控制系统、驱动系统和主回路系统；其中，所述主回路系统分别与外部电网及蓄电池储能系统呈双相连接；且所述主回路系统的输入端接收驱动系统的驱动信号，其输出端连接直流电压采样调理系统的输入端；所述交流信号采样调理系统的输入端采集电网信号，其输出端连接DSP控制系统的输入端；所述DSP控制系统的输入端与直流电压采样调理系统的输出端连接，其输出端连接驱动系统的输入端。

【技术特征摘要】
1. 一种基于V2G技术的电动汽车充放电装置，其特征在于它包括交流信号采样调理系 统、直流电压采样调理系统、DSP控制系统、驱动系统和主回路系统；其中，所述主回路系统 分别与外部电网及蓄电池储能系统呈双相连接；且所述主回路系统的输入端接收驱动系统 的驱动信号，其输出端连接直流电压采样调理系统的输入端；所述交流信号采样调理系统 的输入端采集电网信号，其输出端连接DSP控制系统的输入端；所述DSP控制系统的输入端 与直流电压采样调理系统的输出端连接，其输出端连接驱动系统的输入端。2. 根据权利要求1所述一种基于V2G技术的电动汽车充放电装置，其特征在于所述交 流信号采样调理系统是由交流电流采样调理单元和交流电压采样调理单元构成；其中，所 述交流电流采样调理单元由霍尔电流互感器和电流调理电路构成；所述霍尔电流互感器与 电流调理电路呈单向连接；所述电流调理电路是由运算放大器、低通滤波器和电压偏移缩 放电路构成；所述运算放大器、低通滤波器和电压偏移缩放电路依此呈单向连接；所述交 流电压采样调理单元由霍尔电压互感器和电压调理电路构成；所述霍尔电压互感器与电压 调理电路呈单向连接；所述电压调理电路由差分放大器、滤波器和限压箝位电路构成，并依 此呈单向连接；所述交流电流采样调理单元的输出端和电压采样调理单元的输出端分别和 DSP控制系统的输入端连接。3. 根据权利要求1所述一种基于V2G技术的电动汽车充放电装置，其特征在于所述 DSP控制系统是由A/D转换模块、控制算法模块和PWM输出模块构成；其中，所述A/D转换 模块的输入端接收交流信号采样调理系统的输出端，其输出端与控制算法模块的输入端连 接；所述控制算法模块的输出端连接PWM输出模块的输入端；所述PWM输出模块的输出端 与驱动系统的输入端连接。4. 根据权利要求1所述一种基于V2G技术的电动汽车充放电装置，其特征在于所 述主回路系统由PWM整流器和DC/DC变换器组成；所述PWM整流器经直流侧稳压电容与 DC/DC变换器呈双向连接；所述DC/...

【专利技术属性】
技术研发人员：周雪松，孔晓利，马幼捷，王德祥，刘伟，
申请(专利权)人：天津理工大学，
类型：发明
国别省市：天津;12