应用虚拟同步电机技术的电动汽车快充控制方法

快充是电动汽车的一大关键技术。基于虚拟同步电动机控制策略,提出一种电网友好的电动汽车快充解决方案。该方案由交流接口和直流接口两部分组成,其中交流接口的三相H桥整流电路将电网电压整流为600 V直流电压,再经过直流接口的大功率DC/DC变流器转换为48 V的直流电压,供给电动汽车负荷。交流接口方案采用虚拟同步电动机技术,保证并网电流的低谐波畸变的同时,还可以响应电网电压/频率异常事件,并提高快充接口的惯性和阻尼,可在一定程度上提升电网的稳定性。该控制方法可降低电动汽车快充接口对电网的影响,提升电网对大规模电动汽车接入的适应性。直流接口采用隔离型DC/DC变换器,可以满足电动汽车电池快速恒功率充电的需求。在分别给出交流接口和直流接口的控制策略基础上,利用PSCAD/EMTDC仿真及一台50 kW样机实验验证了所提快充解决方案的正确性和有效性。     

基于同步逆变器的电动汽车V2G智能充放电控制技术

提出一种基于同步逆变器技术的电动汽车V2G充放电控制策略。首先,设计了一个T-S型模糊控制器,用来决定电动汽车与电网之间的功率流向关系,以及同步逆变器的工作模式。其次,提出了一种基于同步逆变器的电动汽车充放电控制方法,实现了有功功率、无功功率在电动汽车与电网间的双向可控调节,使电动汽车具备了向电网提供频率调节和电压调节服务的功能。在不同初始电池状态以及不同电网状态下对所提出的控制策略进行了仿真测试,结果表明,提出的控制策略能够有效地根据电网负荷情况和电动汽车的荷电情况实现功率在电网和电动汽车之间的双向调节,从而在满足电动汽车用户用车需求的同时有利于维护电网的稳定,提高电网效率。     

虚拟同步机与自主电力系统

现在,越来越多的可再生能源、电动汽车和储能系统需要通过电力电子变换器接入电网,同时,大部分的负荷也需要通过电力电子变换器接入电网。该文概要地介绍如何把这些电源侧和负荷侧的电力电子变换器控制成为虚拟同步机,以及以此为基础实现的由同步机同步机制统一的自主电力系统,从而为智能电网接入提供一个统一的接口机制,使得新能源和负荷能象常规电源一样参与电网调节。虚拟同步机有不同的实现方式,该文着重介绍按电压源运行的具有常规同步机内部机理和外部特性的同步变流器技术及其应用。     

电动汽车负荷虚拟同步机参与电网频率调节的充放电策略与实现

随着电动汽车(EV)充电接口大量接入电网,电力系统的稳定运行受到挑战.负荷虚拟同步机(LVSM)技术应运而生,可以为电力系统提供惯量和阻尼支撑,有助于提高电网的稳定性.本文在由虚拟同步发电机(VSG)模拟的电网与前级LVSM和后级EV电池充电变流器互联系统中,提出了在恒流充电、恒压充电和恒流放电三种模式下适应电网频率变...     

电网电压矢量定向的三相异步电机同步切换控制策略

鉴于大容量三相交流异步电机在进行变频-工频切换瞬间存在较大的电网冲击电流,提出一种基于电网电压矢量定向的同步切换控制策略,并采用电力电子开关与交流接触器并联的电路拓扑实现电机变频-工频的同步切换。该控制策略在电网电压同步坐标系下检测到变频器输出线电压空间矢量的相位为30°电角度时触发电力电子开关和交流接触器进行同步切换。实验结果表明该控制策略可精确捕获电机同步切换的最佳时刻实现零相位误差切换,电力电子开关可大幅缩短切换时间,提高了切换控制精度和系统对不同电机及负载的适应性。     

基于区块链技术的去中心化电动汽车V2G新模式

从共享经济的角度出发,提出一种基于区块链技术的去中心化的车辆到电网(V2G)新模式.利用区块链技术和V2G技术天然的互补性,挂网的电动汽车以合理的价格将多余的电量包装成期货商品,通过点对点技术将售电信息扩散到整个网络;同时,需要紧急充电的电动汽车购买充电期间最低价位的期货商品并达成临时合约,待电网对其进行安全校验后正式达成交易,并以智能合约的形式存储电力交易信息,到期时完成价值的自行转移,实现电动汽车电力市场交易双方自行匹配、双边交易直接达成的目的 .基于此,建立可行的交易理论模型.基于2个社区共150辆电动汽车的仿真分析验证了所提交易模式的经济性和可行性.     

外媒

正1美国电力科学研究院、电力公司以及汽车制造商合作开发电动车接入平台美国电力科学研究院(EPRI)、8家汽车制造商以及15家电力公司正在合作开发能够接入使用智能电网技术的插电式电动汽车(PEV)的开放平台。     

基于准谐振及同步整流的反激变换器效率研究

采用一款准谐振软开关控制芯片,与两种不同的同步整流驱动方式相结合,制成了输出为16V/4A的反激式电源,介绍了准谐振软开关技术和同步整流技术对电路效率的影响,分析了不同工作模式下变压器电感的设计要求.实验结果表明,准谐振软开关和同步整流技术能有效提高反激电源的效率.     

能源动态

<正>美电动汽车发展蓝图提出2022年发展目标美国能源部(DOE)于2013年1月底发布了《"电动汽车无所不在大挑战"蓝图》,描述了插电式混合动力车(PEV)技术与部署障碍,并提出了2022年PEV技术与部署目标,DOE将与私人企业和公众合作实现这些目标。蓝图技术目标集中在四大领域:电池研发、电力传动系统研发、车辆轻量化以及先进的气候变化控制技术。     

三元件串联LLC谐振变流器同步整流策略

本文在归纳总结LLC谐振变流器现有同步整流技术的基础上对各技术的优缺点进行了详细的分析和比较,并提出了新型的一次侧电流采样方案以及一种应用于倍压整流结构的新型电流型同步整流技术。除此之外,本文还从电力电子系统集成的角度提出了新型的单封装结构同步整流技术解决方案。     

Energy Management and Control of Electric Vehicle Charging Stations

Abstract

Charging infrastructure is an important component for the healthy growth of the electric vehicle industry. This article presents an energy management and control study of an electric vehicle charging station. The charging station consists of an AC/DC converter for grid interface and multiple DC/DC converters for electric vehicle battery management. For the grid-side AC/DC converter, a direct-current control mechanism is employed for reactive power, AC system bus voltage, and DC-link voltage control. For the electric vehicle-side DC/DC converters, constant current and constant voltage control mechanisms are developed for electric vehicle charging and discharging management. The article considers energy management needs for charge and discharge of multiple electric vehicles simultaneously in a dynamic price framework. A real-time simulation system is developed to evaluate how the electric vehicle charging station can meet grid-to-vehicle, vehicle-to-grid, and vehicle-to-vehicle charging and discharging requirements.     

基于同步整流技术的大功率电化学电源设计

介绍了一种基于同步整流技术的大功率电化学电源总体设计方案。在分析其工作模态的基础上给出了电源主电路的工作电压电流关系;设计了一种大功率水冷高频变压器,给出了详细的计算过程;为解决传统同步整流的自驱动方式由体二极管进行续流会降低整流效率的缺点,设计了在占空比丢失时保持MOSFET导通整流的大功率的改进型同步驱动电路。最后制作了一台8V/1500A的电化学电源样机,实验结果表明,驱动电路能够提供稳定的驱动信号,该电源满载效率达93.2%,性能均达到电化学电源的要求。     

基于虚拟电机的V2G新型充放电控制策略

为了提高电动汽车车辆到电网(V2G)的稳定性,增强其友好互动,设计了一种新型电动汽车V2G充放电模型,并提出了基于虚拟电机的电动汽车V2G充放电控制策略。电动汽车DC接口采用虚拟直流电机控制,电网AC接口采用虚拟同步电机控制。与传统V2G结构相比,在两侧接口处采用隔离型双向DC/DC变换器连接。在此基础上,对于虚拟直流电机的参数整定,根据电动汽车初始电池荷电状态(SOC)确定阻尼系数以决定电动汽车组的功率分配,并根据SOC的变化实时调节虚拟惯量以提高电动汽车参与电网频率调节的能力。在不同电网状态下对具有不同初始SOC的电动汽车采用所提控制策略进行仿真测试,结果表明,该策略能够在兼顾电动汽车用户需求的同时,有效协调V2G功率双向流动,并减少并网点谐波电流,进而维持电网稳定运行。     

A Multi-Functional Single-Stage Power Electronic Interface for Plug-In Electric Vehicles Application

This paper proposes a Zeta-derived non-isolated single-stage power electronic interface for on-board application of plug-in electric vehicles, which provides all modes (plug-in charging, propulsion, and regenerative braking) of vehicle operation. In addition, the proposed converter can charge the battery through universal input voltage range, i.e., 90–260 V due to buck/boost operations in plug-in charging mode. In propulsion and regenerative braking modes, the proposed converter operates as conventional boost and buck DC/DC converter, respectively. Compared to existing single-stage converters, the proposed converter has least components to those converters which have buck/boost operation in plug-in charging mode. A voltage/current stresses and loss analysis of the converter have been investigated for each mode of converter operation. Detailed simulation and experimental results are given to show the effectiveness of the proposed converter.     

Momentum Search Algorithm for Analysis of Fuel Cell Vehicle-to-Grid System with Large-Scale Buildings

The design and analysis of a fuel cell vehicle-to-grid (FCV2G) system with a high voltage conversion interface is proposed. The system aims to maximize the utilization of fuel cell vehicles (FCVs) as distributed energy resources, allowing them to actively participate in the energy market. The proposed FCV2G system has FCVs, power electronics interfaces, and the electrical grid. The power electronics interfaces are responsible for converting the low-voltage output of the fuel cell stack into high-voltage DC power, and ensuring efficient power transfer between the FCVs and the grid. To optimize the operation of the FCV2G system, the momentum search algorithm (MSA) is employed. By applying MSA, the FCV2G system can achieve optimal power dispatch, considering factors such as energy efficiency, grid stability, and economic feasibility. The proposed method is tested in MATLAB. The best MSA and dynamic load profile solutions are run for 24 h and the results show that 100% import of FCVs 51.0% more than 100% electric vehicle. Peak-cutting and vehicle-to-grid service revenue are 30.5% and 95.0% greater, respectively. Low discharge loss, high capacity, and high discharge power are the main advantages of FCVs. The benchmark FCVs ratio of 15% is used for sensitivity analysis. The findings reveal that the overall advantages of FCV2G are improved.     

Plug-In并联式混合动力汽车实时优化能量管理策略

能量管理策略是混合动力汽车的核心技术之一,其品质直接影响车辆的动力性、经济性和排放性能。首先制定了基于确定性规则的Plug-In并联式混合动力汽车能量管理策略;然后,为了提高车辆的燃油经济性,设计了电池能量观测单元,并对等效燃油消耗最小策略进行改进,提出了适用于Plug-In混合动力汽车的实时优化能量管理策略。研究结果表明,该能量管理策略显著提高了Plug-In并联式混合动力汽车的燃油经济性。     

电动车驱动电机及其控制技术综述

简述了电动车驱动系统及特点,在此基础上详细分析并比较了电动车主要电气驱动系统,着重介绍了一种深埋式永磁同步电动机及其控制系统,最后简要概述了电动车电气驱动系统的发展方向。     

同步整流在电动车控制器驱动电路中的应用

针对电动车驱动系统中驱动电路在实际运行过程中发热过大,导致整个系统稳定性较差的问题,将同步整流技术应用到控制器驱动电路中.从PWM控制策略角度出发,提出了一种新的PWM调制方式,它采用低导通电阻的功率MOSFET代替开关变换器中的快恢复二极管,起到了续流二极管的作用,降低了续流时的损耗,减少发热,极大地提高了驱动电路的效率和稳定性.最后通过实验证明了该方法的可行性和优越性.     

谐振复位正激同步整流电路的研究

提出了同步整流效率的相关计算方法,并在分析次级同步整流特点的基础上做了大量相关实验.总结}}{谐振电容对效率的影响程度和应用电荷保持法的同步整流驱动方式对效率的提升程度.实验表明,提{[I的同步整流拓扑以较少的器件实现了效率的进一步提升.     

电动汽车驱动电机与负载模拟系统建模及 电弧故障仿真研究

电弧故障是引发电动汽车电气火灾的重要原因之一。电动汽车行驶工况复杂,电机及其驱动系统电压高、电流大,且其电弧故障随机性强、隐蔽性高导致真车故障实验难以开展,因此提出一种借助小功率电机与负载系统模拟故障的方法,以便快速开展大量实验,研究电弧故障特性。首先,在电动汽车负载转矩计算和等效缩放的基础上搭建了模拟实验平台,采集三相永磁同步电机线路串联电弧故障电流。其次,运用MATLAB软件构建空间矢量脉宽调制控制的电动汽车驱动电机与负载模拟系统,引入Cassie电弧故障模型并进行改进,对电动汽车三相永磁同步电机线路串联电弧故障展开仿真分析。最后,采用基于平肩宽度占比和小波包分解能量占比的特征提取方法,将仿真数据与实测数据进行比较并定量评价。结果表明,所提出的高斯电弧故障复合模型的相对平均误差最小,仅为7.6%。所构建的仿真系统可有效模拟实际线路的电弧故障,对电动汽车电气火灾的防控具有重要意义。