基于直流三电平多模块并联充电装置研究

此处介绍了一种基于降压式直流三电平的新型有轨电车多模块并联的充电装置研究,采用多并联移相交错技术可有效地降低输出电流纹波,并对多并联模块的飞跨电容电压均压控制进行研究,同时采用有效控制技术提高了多模块并联的均流性.在PSCAD中搭建仿真模型,对多模块并联时的控制效果进行仿真验证.     

一种开关电源并联系统自动均流技术的研究

针对多个开关电源并联时易出现负载电流在各模块间分配不均的现象,提出了一种数字均流方法,以及按平均电流值实现自动均流的算法.其中开关电源模块具有输出电压以及输出电流双反馈控制模式,使得各模块输出电流得到有效控制,从而达到负载均流控制的目的.提高了整个电源系统的可靠性,具有较大的实用性.     

组合混联式充电电源及其功率均分策略研究

为适应大容量和模块化充电电源发展的需求,提出一种基于串并混联结构的充电电源,它由4个改进的移相全桥电路模块构成。该充电电源采用先恒流后恒压的两段式充电方法,控制器则采用电流环和电压环并联切换的结构,同时引入一种外环控制加平均电流的功率均分策略,并根据频域分析法设计了均流和均压控制器。最后,设计了一套2并2串的实验样机。实验结果表明,采用该充电电路拓扑和控制策略,输出电流和电压的不均衡度均小于5%,很好地验证了分析及设计的正确性。     

高频变压器并联耦合型电动汽车快速充电接口

针对传统直流充电接口功率等级低、电流强度大、损耗高的问题,提出一种新型多高频变压器并联耦合的电动汽车快速充电直流变换拓扑结构,采用并联模块化设计,整体提高了电动汽车的充电容量。并联结构往往无法实现各模块电流平衡,为解决并联变压器间电流不平衡问题,设计磁耦合电流平衡单元(MC-CB),通过硬件实现模块间电流均衡。详细分析了充电接口的工作原理,论述了MC-CB的特性及设计方法。最后搭建了一套输入电压为760 V,输出电压为200~500 V,输出功率为20 kW的实验样机,实验结果验证了该结构的正确性与优越性。     

模块化大功率电解电源的研究

模块化大功率电解电源需模块间并联输出大电流,由于电源模块的差异化或偶然发生故障,会引起系统功率降低甚至整个系统崩溃。目前电解电源多采用模拟电路的控制方式,该控制方式对外通信不方便,控制方式不灵活,不能满足电源的高精度与高稳定性的要求。在此提出一种基于CAN总线通讯的最大电流均流法。该方法将传统模拟电路中用到的最大电流法与CAN总线通讯控制相结合,通过CAN总线通信控制的方式来实现电源的均流,实现了电源的数字化控制。并针对电源效率优化问题,设计了一种基于辅助电流源网络的电源拓扑结构,提高了电源的效率。在仿真和实验中电源模块实现了软开关,提高了电源的效率,基于CAN总线通讯的最大电流法实现了并联系统的自动均流,且均流效果良好。     

大容量电池多模块并联型化成电源的设计

针对大容量电池化成电源高稳定性、高可靠性、高效率的要求,根据电池充电各阶段的电压电流特点,提出了以DC-DC变换为核心的模块化并联型化成电源,设计了电源的主回路拓扑,计算了关键参数,采用电压电流双环进行控制。研制的样机能以1、2、4或更多功率单元并联输出的方式对不同充电阶段、不同功率等级的蓄电池进行有效充电。应用结果表明,采用多模块并联型方式设计的化成电源效率高,充电电压和电流的调整范围大,电流纹波小,满足各类型大容量电池化成工艺的严格要求。     

基于UC3907大功率开关电源的设计

讨论了最大电流自动均流法,针对最大电流自动均流法的特点,揭示了三环控制的特点,并采用均流控制芯片UC3907设计了电源的均流控制电路,实现多电源模块并联组成大功率的电源系统。     

模块化高精度大功率高压电源并联技术

为实现多模块大功率高压电源均流并联扩容技术,用固定相对相位偏移的脉冲频率调制法,将多个高压大功率串联谐振逆变模块并联;并通过优化控制补偿网络设计及合理接地设计,解决并联系统自激和高压打火损坏控制电路难题。实验表明用该法实现高压电源的模块化并联扩容,简单可靠且并联模块越多电源纹波水平越小;无需内置电流控制环,模块间也能得到满意的均流效果;在脉冲负载和电阻负载条件下,均具有好的动态特性。     

基于混合控制式交错并联LLC谐振变换器的充电模块研制

为了解决当前电动汽车充电模块效率低、功率小的缺点,提出了一种基于混合控制式交错并联LLC谐振技术的非车载式电动汽车充电模块整体设计方案。所述方案输入侧为VIENNA电路,输出侧为交错并联LLC谐振DC/DC变换器。采用交错并联技术减小输出电流纹波,提高充电模块输出功率的同时,采用移相变频混合控制策略,使得谐振变换器工作在较窄的频率范围之内,因此降低了磁性元器件设计难度,提高了充电模块的转换效率以及功率密度。给出了充电模块整体电路拓扑设计、各模块工作原理以及控制策略,研制了20kW原理样机,与纯变频式交错并联LLC谐振变换器充电模块的对比分析验证了所述方法的可行性。     

基于回路成形的并联DC/DC变换器均流控制器设计

由于具有冗余性和模块化的特点,采用多个DC/DC变换器模块并联的电源系统被广泛应用于需要高可靠性供电的应用场合。但是,由于并联系统中各模块间参数差异引起的电流不均衡可能使得某些模块承担更多负载电流导致过载发热,而影响到整个电源系统的可靠性。因此,高性能的均流控制器对于多模块并联电源系统来说非常关键。将一个源于并联系统中单个模块电压环环路增益及其开环输出阻抗的等效传递函数作为均流控制器设计的被控制对象。将鲁棒H?回路成形设计法引入对均流环控制器的设计。仿真和实验结果表明该文所提出的设计方法是可行的和有效的。     

Output feedback control of supercapacitors parallel charging system for EV applications: Theoretical design and experimental validation

In this paper, the problem of controlling parallel charging system with supercapacitors for electric vehicle applications is considered. When the vehicle parks at the station, the charging process of supercapacitors needs to be completed in less than 30 seconds. The control objective is then to tightly regulate the supercapacitors state of charge (SOC) to a given reference constant and to ensure an adequate current sharing between different parallel chargers. Indeed, the current sharing is a critical issue for parallel charging system with supercapacitors, which is a nonlinear system with control inputs constraints. Besides, the SOC depends on the supercapacitors internal voltage, which is not accessible for measurement. Therefore, based on a large‐signal model of the parallel‐chargers‐supercapacitors system, an output feedback controller (combining a state observer and a nonlinear control laws) is designed. The controller is formally shown to meet all objectives, namely, closed‐loop stability, SOC reference tracking, and equal current sharing. The effectiveness of the proposed output feedback controller approach is verified both by simulation and by experimental tests.     

基于MMMC插电式混合电动汽车变换系统及充电控制策略

提出一种基于模块化多电平矩阵变换器(MMMC)的插电式混合电动汽车(PHEV)综合变换系统,该系统同时兼顾电机驱动和电池管理,不需额外的充电电路。针对该系统,研究了外接电源充电控制策略。通过建立系统小信号模型和分析各部分功率关系,提出了以MMMC桥臂电流直接控制为核心的多层次电池荷电状态(SOC)均衡充电控制策略,包含相间、桥臂间以及本桥臂各子模块电池SOC均衡充电控制。搭建了RTLAB硬件在环仿真实验平台,实验结果验证了所提出的控制策略的有效性和可行性。     

电动汽车充电桩的控制系统研究与设计

针对制约电动汽车发展的要素(电池和充电方式),文章提出了以交流充电桩为主的电动汽车充电方案,设计了一套电动汽车充电桩的控制系统,阐述了该控制系统的硬件设计,包括主充电电路单元、主控制电路单元、计费单元、人机交互单元、刷卡单元,以及软件系统及主要程序.     

基于电动汽车一体化电站的虚拟电厂智能调度

随着能源供应的日趋紧张,电动汽车的迅速发展势在必行,大量的电动汽车储能电池的无序充电将给电网造成负面冲击。为此,提出一体化电站的运营模式,建立包含有电动汽车充换储一体化电站和可中断负荷的虚拟电厂控制模型;以运行成本最小为调度目标,运用二进制粒子群算法,实现虚拟电厂的经济调度。最后,运用仿真算例验证了调度方案的可行性。结果表明,在虚拟电厂的控制下,充换储一体化电站与可中断负荷相互配合,可大大缓解高峰用电的紧张,起到削峰填谷的作用。     

电动汽车充电桩与市政LED设施一体化建设经营模式

针对当前电动汽车充电桩建设滞后问题,考虑市政LED（发光二极管）设施与电动汽车直流充电桩均采用低压直流电作为直接能源供给,提出了将充电桩与市政LED设施进行一体化建设的模式。通过比较目前已有的3种充电桩建设模式即政府主导模式、电网企业主导模式、汽车厂商主导模式的优劣,引入了民营资本主导模式。结合中国当前充电桩推广的实际情况,提出中国现阶段实行政府、电动汽车厂商、电网企业及民营资本四方联合投资建设充电桩的运营模式建议。     

电动汽车整车充电模式与集中充电+换电模式的比较简

对国内电动汽车发展期内整车充电模式与集中充电＋换电模式进行比较,分别从用户使用、电池维护、车辆运行、电网影响、商业运营、站点建设7个角度进行研究分析,提出在现有条件下,电动汽车的电能供应方式宜以集中充电＋换电模式为佳。     

一种低压大电流输入的组合式直流变换器研究

针对特种车辆车载电源低压大电流输入、高可靠性和高功率密度的要求,提出了一种并-并型的双管正激组合变换器.该组合变换器以双管正激电路为基本单元,具有抗桥臂直通和高频变压器无偏磁的优点;在控制上采用了交错并联的方法,各开关管电流应力低、输入输出滤波器体积小、动态响应速度快,而采用主从均流的控制方法很好的实现了两输出电感的并...     

电动汽车动力锂电池LCL型无线充电技术

为了满足电动汽车动力锂电池的充电需求,文中提出基于MERS(Magnetic Energy Recovery Switch,磁能再生开关)的LCL谐振型无线电能传输系统。该系统仅通过改变副边MERS的导通角,即可实现三种工作模式:恒流输出模式、恒压输出模式和最大功率输出模式。文中提出了系统模型,分析了LCL谐振型ICPT系统满足恒压、恒流、最大功率输出三种工作状态的条件;研究并建立了MERS的数学模型;搭建了Simulink仿真模型,仿真结果表明,本系统仅通过控制副边MERS的导通角α一个参数,可以实现电动汽车动力锂电池“先恒流后恒压”的充电需求,也可以实现当系统互感系数变化时系统维持在最佳工作点,而无需改变其他系统网络参数。该方案对改进电动汽车无线充电系统有一定的参考价值。     

模块化阻抗测量装置中变频信号源并联系统分布式均流控制

为实现模块化扩容及大功率输出,提出一种模块化隔离变频电源系统控制策略.该策略基于模块化变频信号源并联系统,设计同步控制和均流控制,从变频信号源根据主变频信号源的输出电流自动调节输出功率,实现自适应并联运行.首先,采集主变频信号源的相位信息,从变频信号源通过检测与其相位差产生同步信号并用于控制正弦基准信号的相位同步,进而...     

一种直流电源模块并联运行均流方法

电源模块间的并联运行均流控制是实际应用中常见的问题。针对电源模块并联运行均流控制中存在的均流精度不高、稳定性差、抗干扰能力低的问题,提出了一种电压环结合双电流环进行均流控制的方法。对直流电源模块的输出电压进行采样,形成外电压环,稳定输出电压。利用最大电流均流的方法对模块输出电流进行均流控制,形成外电流环。各模块主电路电流经过采样电路连接到处理器形成内电流环,保证输出电流和均流的精度。电压环和双电流环经过处理器的调制,产生脉宽调制(PWM)对各个直流电源模块进行控制。通过仿真分析和2台4 000 W样机测试,验证了电压环和双电流环控制的均流方法具有均流精度高、稳定性好、抗干扰能力强的优点。