基于LCL滤波的电动汽车充放电控制策略及仿真分析

分析了3种典型的电动汽车充放电拓扑的优缺点，并针对基于LCL型滤波器的充放电拓扑电路，提出了一种基于双闭环控制策略的低纹波大功率充放电控制方法，即对动力电池电流采用变换器侧滤波电感电流为内环、动力电池电流为外环；对动力电池电压采用变换器侧滤波电感电流为内环、动力电池电压为外环的双闭环控制。设置了3个前馈控制器和2个限幅控制器，提高了充放电系统的稳定性和动态响应特性，实现了充放电控制过程中的低纹波限幅控制。搭建了三相LCL滤波的充放电系统仿真控制模型，仿真结果表明本文提出的双闭环控制方法能够实现不同充放电控制模式的无缝切换，电压和电流纹波控制在0.5%以内。     

中压大功率三电平充放电设备的研制

以混合动力列车电池组用大功率充放电设备为背景,研制了一台260 kW中压充放电设备。详细介绍了主回路拓扑及主要参数设计,并设计了系统控制策略。充放电设备采用三电平中点箝位(NPC)变流器与三电平Buck-Boost双向变换器串联的双级型三电平拓扑结构,系统采用双DSP控制,网侧采用电网电压定向矢量控制的控制方法,电池侧使用电压、电流双闭环可选的恒压、恒流或恒功率控制策略。最后通过实验验证了所研制的充放电设备性能的可行性与有效性。     

蓄电池脉冲充放电的微机控制

采用单片机控制的铅酸蓄电池快速充电监控系统，对蓄电池进行脉冲充放电，通过检测蓄电池的端电压、充电电流和表面温升，实现了对蓄电池充电过程中极化状态与终止状态的判别．从而完成了对蓄电池快速充电的智能化控制。     

基于单片机控制的镉镍智能充电系统的研究

单片机控制镉镍蓄电池的快速充电系统，采用脉冲充放电方式，通过检测镉镍蓄电池充电的电压、电流、温度从而实现充放电的智能控制。充电系统利用碱性电解液能够克服酸性电解液对环境要求的限制，提高了电池的充电效率，降低充电电池的温升，延长了电池的寿命。     

太阳能LED路灯照明系统的研制

开发了一种新型太阳能LED路灯照明系统。依据太阳能电池、蓄电池和大功率LED的特性,设计了充放电电路。为了减小功率损耗,充电电路采用了同步Buck结构;并采用IR2103实现了同步Buck两个开关管的有效驱动。放电电路采用恒流控制以获得LED的最大发光效率。采用单片机ATMEGA16实现充放电控制;并与上位机之间实现了数据通信,以便于系统的调试和维护。提出了通过追踪太阳能电池对蓄电池的最大充电电流来实现太阳能最大功率点跟踪(MPPT)的方法,并根据蓄电池的状态分别采用了MPPT充电、过充和浮充策略。长期测试结果表明:系统运行稳定,充放电状态正确,数据通信正常,充电效率约为86%。对比试验验证了所提MPPT算法的有效性。     

锂电池组非耗能双向均衡系统的设计

为解决车用锂离子电池组充放电过程中个别小容量电池单体的过充过放问题,设计了以微处理器PIC16F877为控制核心的锂离子电池组非耗能双向均衡充放电系统,其均衡部分采用同轴线圈和超大电容器作能量中转装置,实现了电池组与单体之间的能量相互转移,改变了以往将多余能量消耗掉的模式,减少了不必要的能源浪费,同时也解决了均衡过程中的热管理问题。     

河南省电力公司2005年科学技术进步获奖成果简介之五

200527 变电站直流监控系统 获奖情况：河南省电力公司科学技术进步三等奖 成果简介：采用光纤和模拟通道等传输手段，实现了变电站直流电源的集中监控：实时采集各站直流装置运行数据，监视各站直流运行情况，对需要进行调节控制的直流设备进行相关操作或蓄电池的日常简单维护与简单充放电等。可在线对电力操作电源部分的设备数据、图形数据进行维护。自动生成设备运行报表及工程图纸。     

电动自行车用电池性能检测装置

给出了电动自行车智能检测中电池与充电器匹配性能检测的实现方法。这种检测系统是采用多功能数据采集卡对电动自行车用电池进行充放电控制，并且采集实时数据，然后在基于VB和PC机建立的平台上分析和处理电池充放电时的特征数据，从而得出该充电器与电池的匹配效果。     

一种400W太阳能逆变电源系统设计

为了节约矿物资源,更好地使用可再生能源,笔者设计了一个普通家庭照明供电的太阳能逆变电源系统,在充放电控制部分采用了近似最大功率跟踪技术;在逆变部分采用了SG3525芯片利用SPWM调制技术,实现220 V/50 Hz的正弦稳定输出;在控制部分采用了PI调节和电压环馈控制方式,实现了最大功率跟踪和充放电控制.经测试结果表明,该系统可以实现对光伏发电系统进行一些异常情况下的保护,如蓄电池反接、输入欠压、过压、输出短路等。     

电动汽车用动力电池性能检测系统

电动汽车用动力电池性能检测系统以AT 89C 5 2系列单片机作为系统的控制核心 ,采用电子逆变技术 ,由IGBT构成恒流充电电路及VMOS管并联方式组成恒流放电电路 ,以达到节能 ,减小体积 ,降低功耗的目的。系统集电池电压采样、数据处理、充放电控制、数据及曲线打印、键盘显示于一体 ,不需上位微机即可完成全部检测。充放电过程既可自动控制 ,也可手动控制。经实际应用证明 ,本系统性能稳定、实用性强 ,节能效果明显 ,充放电电流可达到 5 0 0A ,满足了电动汽车用大容量动力电池及电池组的充放电性能检测、容量和能量测量及寿命实验 ,解决了电动汽车用动力电池检测的难题。     

太阳能LED区域照明控制系统的研制

开发了一种应用于区域照明的太阳能LED照明控制系统。在该系统中,计算机对区域内所有的路灯进行控制;基于单片机ATMEGA16的控制器实现了每个路灯的充放电控制及其与上位机之的间数据通信。充电电路采用了同步Buck结构,以减小功率损耗;放电电路采用恒流控制,以提高LED的发光效率。根据蓄电池的状态分别采用了最大充电电流跟踪、过充和浮充策略。利用SD卡存储太阳电池的实测数据为太阳能LED照明系统的优化配置提供了依据;基于NRF9E5实现了路灯与上位机之间的无线通信;上位机操作界面方便了系统的调试和维护。长期运行结果表明：系统运行稳定,充放电状态正确,数据通信正常。     

超级电容器储能控制技术研究

提出了双向DC-DC变换器在超级电容器充放电过程中的控制方法,能够解决绝大多数需要对超级电容器充放电的场合。在PSCAD/EMTDC电力系统仿真软件中构建超级电容器的充放电电路模型,通过对无补偿时双向控制模型分析,采用PI或者PID补偿环节实现系统的稳定,并进行仿真验证。为减小充电电流脉动,进一步提出对超级电容器进行多重充电的思路,给出仿真结果。仿真系统的稳定和良好的仿真结果说明所提出的方法可行。     

基于ARM的可控数字触发控制器在蓄电池中的应用

化成充放电是蓄电池生产过程中的关键工艺之一,本文对晶闸管变换器蓄电池化成电源系统及其数字化和嵌入式控制技术进行了研究,设计了一种具有总线接口和智能控制功能的晶闸管数字触发控制器。系统方案实时性强、功能完善,可以实现对蓄电池充放电的控制,结构简单,经济使用,能够被广泛的应用于蓄电池充放电系统中。     

电动汽车可逆充放电机控制策略研究

针对电动汽车充放电机系统,提出了改进传统电压电流双闭环的控制方法,研究了电动汽车充放电过程。针对原电动汽车充放电控制策略存在的问题,采用电压外环模糊PID控制,电流内环PI控制的双闭环控制,实现了PID参数的自整定,与原控制方法相比有良好的适应性跟鲁棒性。充电时蓄电池采用了脉冲充电,提高了电池的充电速度,减小了电池的极化电压。仿真结果及分析验证了该方式的可行性。     

脉冲充电在光伏系统充电控制中的应用

考虑到光伏发电系统的特点,将脉冲充电方式应用于光伏发电系统充电控制中,提出了一种新的蓄电池充放电控制策略,能够有效改善蓄电池充电过程中的极化现象,实现快速充电,提高光伏电池的输出效率和蓄电池的充电效率。在充放电控制过程中,保证了直流母线电压的稳定,提高了光伏系统对负载的供电质量。通过对蓄电池分组充放电控制,改善了蓄电池长期欠充问题。针对蓄电池的充放电控制技术建立了Matlab/Simulink仿真模型,验证了该控制策略的可行性。     

基于前馈自抗扰控制方法的蓄电池储能控制策略

针对光储微电网系统中蓄电池储能存在抗干扰能力较弱、直流母线电压波动较大、充放电有效性差等问题,提出了基于前馈线性自抗扰控制(FF-LADRC)方法的蓄电池储能控制策略。建立双向DC-DC变换器数学模型,并在传统蓄电池双闭环储能控制的研究基础上,通过在电压环和电流环中分别引入LADRC,并且在电压环中加入前馈控制,从而完善了双闭环控制策略,以实现对蓄电池储能系统中充放电过程进行有效控制。仿真结果表明,所提基于FF-LADRC方法的蓄电池储能控制策略能够抑制直流母线电压波动,并且有效提高蓄电池储能系统的充放电性能和降低储能系统超调量。     

双向SPWM逆变整流蓄电池充放电维护装置

详细介绍了一种新型的铅酸蓄电池充放电维护装置，该装置的主电路结构为电压型逆变器，采用双向SPWM逆变整流控制技术实现直流和交流电能的双向流动，从而实现蓄电池的并网充放电控制，其并网电流波形为正弦波，且功率因数可控，与常用的晶闸管充放电设备相比，具有重量轻、体积小、效率高、噪音低和对电网污染小等优点。     

超导储能用电流调节器充放电数学模型及其控制系统

电压型超导储能系统由电压源换流器和斩波器构成.电压源换流器负责与系统进行有功和无功的交换,而斩波器则用来实现对超导磁体的充放电,以满足系统有功功率的要求.中科院电工所提出了一个带隔离变压器的双向DC/DC形式的电流调节器,实现了斩波器的功能.本文用状态空间平均法建立了电流调节器的充放电小信号数学模型,并在此基础上分别设计了电流调节器的充放电控制器,其中充电控制器采用滞环 PI调节的方式.针对放电控制,设计了两种三环控制器,并对其进行了分析比较.实验结果证明了该控制器控制性能的有效性.     

基于ATmega16L的移动通讯基站蓄电池组管理系统

分析了移动通讯基站蓄电池组充放电管理的设计需求,提出了一种采用电压参数进行控制的高效充放电管理方案。设计并实现了基于ATmega16L的新型高效的蓄电池组充放电管理系统。同时给出了该系统的软硬件设计。     

基于RBF网络监督的电池用双向DC/DC变换器控制策略

针对蓄电池储能设备的充放电过程,设计了与蓄电池相连接的双向DC/DC变换器,并进行了研究。电路采用两重化半桥并联拓扑结构,通过双闭环串级PWM来控制开关器件的开断,以实现电池的充电放电过程。设计了满足蓄电池恒压恒流充放电要求的双闭环控制系统,提出利用RBF神经网络控制对传统PI调节的双闭环系统进行优化,实现了系统的复合控制。通过Simulink建立了两重化双向DC/DC变换器控制系统仿真模型并进行了仿真研究。试验结果表明,基于RBF网络监督控制的变换器控制性能良好,在电池充放电、充放电切换以及恒压恒流切换时具有良好的动态特性,且稳态下电流电压纹波极小,波形平滑,具有较高的可靠性。