【摘要】：近些年來,世界各國通過財(cái)政補(bǔ)貼、政策支持等各種方式支持新能源汽車發(fā)展。新能源汽車產(chǎn)業(yè)是戰(zhàn)略性的新興產(chǎn)業(yè),而電動(dòng)汽車是新能源汽車中發(fā)展最快、普及最高的。大力發(fā)展電動(dòng)汽車,可以減少不可再生資源的使用,在保護(hù)環(huán)境,節(jié)約能源方面發(fā)揮著重要的作用。但是,電動(dòng)汽車數(shù)量不斷增長,對(duì)充電時(shí)間要求更短,對(duì)電網(wǎng)的影響要降到最低�？梢�,電動(dòng)汽車配備的充電樁及儲(chǔ)能的電池應(yīng)具有更佳的性能,滿足電動(dòng)汽車發(fā)展需求,且減少對(duì)電網(wǎng)的影響。本設(shè)計(jì)在傳統(tǒng)充電樁的基礎(chǔ)上,進(jìn)行一些改進(jìn),提出儲(chǔ)能式電動(dòng)汽車充電樁的設(shè)計(jì)。儲(chǔ)能式電動(dòng)汽車充電樁是在充電樁合適的地方添加一個(gè)高性能儲(chǔ)能電池。充電樁添加的高性能儲(chǔ)能電池,有以下3個(gè)作用:1、通過電網(wǎng)充電,儲(chǔ)能電池進(jìn)行電能儲(chǔ)存。2、利用充電樁儲(chǔ)能電池放電,給電網(wǎng)回饋電能。3、充電樁儲(chǔ)能電池放電,為電動(dòng)汽車進(jìn)行充電。而對(duì)于電動(dòng)汽車中的儲(chǔ)能電池,通過電網(wǎng)或者充電樁儲(chǔ)能電池充電,只進(jìn)行單向充電。本文詳細(xì)分析儲(chǔ)能式充電樁的可行性,與傳統(tǒng)的充電樁進(jìn)行比較,解決傳統(tǒng)充電樁存在的一些問題。在傳統(tǒng)充電樁的電路基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)出儲(chǔ)能式充電樁運(yùn)行中的主拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),把選用的電池材料進(jìn)行了概述。對(duì)整流環(huán)節(jié)進(jìn)行了分析,選擇三相電壓型PWM整流器進(jìn)行整流控制,通過原理分析、數(shù)學(xué)建模,選用了旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)下的電壓電流雙閉環(huán)空間矢量控制策略,保證了直流母線側(cè)電壓的穩(wěn)定。再通過對(duì)DC/DC變換器環(huán)節(jié)的建模分析,完成充放電過程分析。在Matlab/Simulink軟件中,搭建出設(shè)計(jì)的模型,進(jìn)行模擬。最后,通過仿真結(jié)果驗(yàn)證電網(wǎng)與充電樁儲(chǔ)能電池之間能量相互流動(dòng),以及充電樁儲(chǔ)能電池對(duì)電動(dòng)汽車單向降壓充電。結(jié)果顯示:充電樁儲(chǔ)能電池充電過程中的電網(wǎng)電流是正弦的,且相位和電壓相同;儲(chǔ)能電池放電的時(shí)候,網(wǎng)側(cè)電流也是正弦,與網(wǎng)側(cè)電壓相差180o,直流側(cè)電壓穩(wěn)定,保證了系統(tǒng)穩(wěn)定;當(dāng)充電樁儲(chǔ)能電池通過降壓(Buck)電路給汽車充電時(shí),汽車電池先經(jīng)過恒流充電的方式進(jìn)行充電,當(dāng)電壓達(dá)到穩(wěn)定值后,再通過恒壓的方式進(jìn)行充電,電池的電量不斷上升。
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TM910.6
【圖文】：

[11-12]自2011 年來，隨著電動(dòng)汽車飛速發(fā)展，配套的充電樁設(shè)備數(shù)量也是飛速發(fā)展。特別是以美國、歐盟、日本為首的發(fā)達(dá)國家，在充電樁方面的研究更是投入大量的資金。圖1 顯示為2015-2017 年全球電動(dòng)汽車充電樁建設(shè)的規(guī)模。圖1 全球電動(dòng)汽車充電樁2015-2017年建設(shè)規(guī)模（單位：萬個(gè)）Fig.1 Global electric vehicle charging pile construction scale in 2015-2017 (Unit: ten thousand)至2015 年底，美國充電樁建設(shè)數(shù)量大約為3.16 萬個(gè)，到2016 年9 月份已經(jīng)突破4.4 萬個(gè)。此外，美國的車企為配合電動(dòng)汽車銷售市場(chǎng)發(fā)展，也加入到充電樁基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中。其中特斯拉為加快自身電動(dòng)汽車發(fā)展，維持了一個(gè)自身獨(dú)立的充電網(wǎng)絡(luò)，并與其合作伙伴建設(shè)Chademo 充電樁。2017 年，特斯拉在北美地區(qū)建設(shè)的超級(jí)充電樁數(shù)量翻番，從美國舊金山到圣地亞哥的 101 公路沿線共有 21 座充電站，即平均 38.4 公里就有 1 個(gè)充電站。在歐洲，歐

樁建設(shè)：日本充電行業(yè)CHAdeMO 體系，以及豐田、日產(chǎn)、本田、三菱等車企出資設(shè)立日本充電服務(wù)公司（NCS），進(jìn)一步加強(qiáng)充電樁發(fā)展。圖2 全球電動(dòng)汽車充電樁2017-2022年預(yù)測(cè)規(guī)模（單位：萬個(gè)）Fig.2 Global Electric Vehicle Charging Pile Forecast in 2017-2022 (Unit: ten thousand)圖2 為未來5 年全球充電樁規(guī)模的預(yù)測(cè)�？梢�，電動(dòng)汽車充電樁的發(fā)展必然將成為全球發(fā)展一個(gè)新興的行業(yè)。2. 國內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r雖然我國在電動(dòng)汽車技術(shù)上的發(fā)展晚于國外發(fā)達(dá)國家，但是我國對(duì)于充電樁的發(fā)展是非常關(guān)注的。把電動(dòng)汽車的發(fā)展列入“863 計(jì)劃”重大科技發(fā)展專項(xiàng)，“十一五”“十二五”“十三五”規(guī)劃中均提到充電樁的發(fā)展。2016 全年，我國新能源汽車生產(chǎn)了51.7 萬輛，銷售量達(dá)到50.7 萬輛，同比2015 年增加51.7%和53.0%。其中，純電動(dòng)汽車分別完成41.7 萬輛和40.9萬輛

安徽理工大學(xué)碩士學(xué)位論文4圖32016 年各國充電樁數(shù)量占比Fig.3 In 2016, the number of charging posts in each country accounted for1.2.2 儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀充電樁規(guī)模不斷增長，對(duì)于儲(chǔ)能技術(shù)的要求也是越來越高的。有效的儲(chǔ)能技術(shù)可以提高電動(dòng)汽車充電效率，和電池的利用。大規(guī)模儲(chǔ)能能量可以在電力系統(tǒng)起到“削峰填谷”的作用，解決大規(guī)模新能源并網(wǎng)作用[13]。儲(chǔ)能技術(shù)可以通過能源綜合利用的效率，解決時(shí)間與空間不匹配的矛盾[14]。目前存儲(chǔ)能量的形式有物理、電磁、化學(xué)及相變儲(chǔ)能等幾種儲(chǔ)存能量形式。其中，物理儲(chǔ)能中使用抽水蓄能最為常用，約占全球總儲(chǔ)能的 96%，中國占據(jù)第一[15]。在 2016 年 8 月16 日

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1 郭放;楊s

本文編號(hào)：2804599