本文關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車自適應(yīng)充電的電力載波通信系統(tǒng)

  更多相關(guān)文章： 低壓電力線載波通信 電動(dòng)汽車 OFDM 功率放大 AMIS-49587

【摘要】：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,能源問(wèn)題一直困擾著人類,在探求新能源的道路上人類一直在不停的探索。新能源技術(shù)朝著更加先進(jìn)更加完善的方向發(fā)展。汽車是現(xiàn)在在中國(guó)家庭中也越來(lái)越普遍,但是汽車消耗石油,自然資源消耗緊缺必然會(huì)導(dǎo)致環(huán)境和能源的問(wèn)題更加嚴(yán)峻。電動(dòng)汽車的出現(xiàn)很有效的解決了能源的問(wèn)題。而電動(dòng)汽車推廣普及勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)用電負(fù)荷的增加,本課題采取電力載波通信方式作為電動(dòng)汽車和充電樁之間的通信方式,研究了基于電力載波通信的電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)。其中,電力載波通信方式是采用已有的電力線網(wǎng)絡(luò)作為傳輸媒介進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。在中國(guó),強(qiáng)大的電力線網(wǎng)絡(luò)分布非常廣,不需要額外的架設(shè)通信線,采用先進(jìn)的載波技術(shù)后電力線信號(hào)可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定傳輸。本文首先介紹了電力載波通信的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀,圍繞著基于電力載波的電動(dòng)汽車充電通信方式進(jìn)行了探索研究。分析了電力載波通信信道的一些特殊的固有特性,重點(diǎn)研究了信號(hào)衰減和距離、頻率、負(fù)載的關(guān)系。針對(duì)傳輸環(huán)境惡劣的電力線網(wǎng)絡(luò),本課題提出了基于OFDM(正交頻分復(fù)用技術(shù))的電力線載波電動(dòng)汽車充電的通信方式。詳細(xì)介紹了正交頻分復(fù)用技術(shù)的基本原理,然后對(duì)OFDM技術(shù)進(jìn)行了數(shù)學(xué)模型分析。經(jīng)過(guò)算法計(jì)算分析,利用循環(huán)前綴和保護(hù)間隔能夠有效的解決多徑衰落信道的問(wèn)題。本文介紹了兩種常見(jiàn)的算法,快速傅里葉變化和小波變換算法。再比較了兩種算法之后,證明基于小波變換的OFDM電力載波通信具有高可靠性和穩(wěn)定性以及較高的抗干擾能力。由于采用的OFDM電力線載波通信故傳統(tǒng)的外圍硬件電路滿足不了系統(tǒng)的傳輸環(huán)境。本課題需要設(shè)計(jì)出精度更高、工作特性更加穩(wěn)定的載波信號(hào)源電路,A/D、 D/A電路,晶振時(shí)鐘電路以及濾波電路等。利用實(shí)習(xí)單位資源,選取了安森美半導(dǎo)體公司的AMIS-49587型號(hào)的芯片作為本課題的調(diào)制解調(diào)模塊。結(jié)合設(shè)計(jì)的外圍電路實(shí)現(xiàn)了將載波板處理后的信號(hào)放大后傳輸,提高了信號(hào)的傳輸距離,改善了電力載波通信效果。電動(dòng)汽車充電采用的是IEC15118通信協(xié)議,該標(biāo)準(zhǔn)是為電動(dòng)汽車和交流充電樁之間通訊統(tǒng)一制定的標(biāo)準(zhǔn)。傳統(tǒng)的充電樁采用CAN總線通信方式,其接口不能滿足本課題設(shè)計(jì)要求。本文設(shè)計(jì)了自適應(yīng)充電控制策略,同時(shí)改進(jìn)了充電樁接口電路。最后對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了通信測(cè)試,結(jié)果表明本文設(shè)計(jì)的基于OFDM電力載波通信方式的電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)能夠完成充電信號(hào)穩(wěn)定傳輸。
【關(guān)鍵詞】：低壓電力線載波通信 電動(dòng)汽車 OFDM 功率放大 AMIS-49587
【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】：2016
【分類號(hào)】：TN913.6
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-15
• 1 引言15-19
• 2 緒論19-25
• 2.1 課題研究的背景及意義19-20
• 2.2 電動(dòng)汽車國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀20-21
• 2.3 電力載波通信的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀21-22
• 2.3.1 PLC技術(shù)國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀21
• 2.3.2 PLC技術(shù)國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀21-22
• 2.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容22-25
• 3 低壓電力載波通信環(huán)境的研究25-37
• 3.1 低壓電力載波通信的基本原理25-26
• 3.2 低壓電力線信道特性的分析26-33
• 3.2.1 阻抗特性分析26-28
• 3.2.2 時(shí)變特性分析28
• 3.2.3 衰減特性分析28-30
• 3.2.4 噪聲特性分析30-33
• 3.3 多徑與反射分析33-35
• 3.4 本章小結(jié)35-37
• 4 OFDM技術(shù)的研究與仿真37-49
• 4.1 OFDM技術(shù)簡(jiǎn)介37-38
• 4.2 OFDM技術(shù)的基本原理38-43
• 4.2.1 OFDM信號(hào)的產(chǎn)生與接收40-41
• 4.2.2 OFDM技術(shù)抗多徑衰減技術(shù)41-42
• 4.2.3 保護(hù)前綴和循環(huán)間隔42-43
• 4.4 OFDM不同調(diào)制技術(shù)的比較43-47
• 4.4.1 基于FFT的OFDM技術(shù)43-44
• 4.4.2 基于小波變換的OFDM技術(shù)44-46
• 4.4.3 FFT變換OFDM和Wavelet變換OFDM特征比較46-47
• 4.5 OFDM技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)47-49
• 5 低壓電力線系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)49-65
• 5.1 電力載波通信終端的選擇49-51
• 5.1.1 產(chǎn)品的規(guī)格和應(yīng)用49-50
• 5.1.2 AMIS-49587系列的優(yōu)勢(shì)及參數(shù)50-51
• 5.2 外圍電路的設(shè)計(jì)51-59
• 5.2.1 A/D和D/A電路設(shè)計(jì)51-52
• 5.2.2 運(yùn)算放大電路的設(shè)計(jì)52-53
• 5.2.3 耦合電路的設(shè)計(jì)53-54
• 5.2.4 載波信號(hào)源電路的設(shè)計(jì)54-58
• 5.2.5 晶振時(shí)鐘電路和濾波電路的設(shè)計(jì)58-59
• 5.3 電力載波通信系統(tǒng)通信測(cè)試59-65
• 5.3.1 HomePlug AV的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)60-61
• 5.3.2 上位機(jī)LabVIEW的通訊編程61-62
• 5.3.3 TCP通信編程62-65
• 6 基于15118通信的電動(dòng)汽車充電實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證65-81
• 6.1 自適應(yīng)充電控制策略65-68
• 6.1.1 充電控制的通信分層結(jié)構(gòu)65
• 6.1.2 充電裝置自適應(yīng)65-66
• 6.1.3 充電參數(shù)自適應(yīng)66-68
• 6.2 基于IEC15118的電動(dòng)汽車充電通信協(xié)議68-73
• 6.2.1 協(xié)議數(shù)據(jù)單元69
• 6.2.2 充電握手階段69-70
• 6.2.3 充電參數(shù)配置階段70-71
• 6.2.4 充電階段71-73
• 6.2.5 充電結(jié)束階段73
• 6.3 交流充電樁外部硬件實(shí)現(xiàn)73-77
• 6.3.1 電動(dòng)汽車和充電樁的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)74
• 6.3.2 電動(dòng)汽車交流充電接口電路設(shè)計(jì)74-75
• 6.3.3 充電樁硬件控制電路設(shè)計(jì)75-76
• 6.3.4 充電連接口設(shè)計(jì)76-77
• 6.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證77-79
• 6.5 本章小結(jié)79-81
• 7 總結(jié)與展望81-83
• 7.1 總結(jié)81-82
• 7.2 展望82-83
• 參考文獻(xiàn)83-87
• 致謝87-88
• 作者簡(jiǎn)介及作者在讀研期間主要科研成果88

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