基于v2g的电动汽车双电力接口充电桩
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摘 要：该文介绍了一种双电力接口充电桩设计方法，充电时该系统通过双向PWM整流电路对交流电网侧交流电进行整流（采用SVPWM控制方法），用户可以使用由双向DC/DC降压后的电能;放电时将由DC/DC电路升高后的电压通过PWM电路逆变成交流电进入电网。在充放电期间由TMS320F2812芯片对整个系统进行DSP控制。该系统能够实现电能的双向变换，改善智能电网的稳定性，起到“削峰填谷”的作用，同时也可以让电动汽车用户和电力部门获得更大的经济效益。
关键词：双电力接口充电桩 v2g DSP控制
中图分类号：TM925.9 文獻标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）11（b）-0033-02
随着我国对新能源汽车的重视和有关政策的施行，电动汽车因可以利用清洁可再生能源作为动力而越来越受到青睐。其中，为电动车充电的充电桩是电动车充放电系统不可或缺的一部分。
该文探讨了一种基于V2G（Vehicle to Grid）电动汽车和电网互动技术的双电力接口充电桩设计方法，主要分为PWM整流部分，双向DC/DC电路和DSP控制监测与通信几部分，以实现电能的双向变换，改善智能电网的稳定性，起到“削峰填谷”的作用，同时也可以让电动汽车用户和电力部门获得更大的经济效益。
1 系统主要结构
该系统主要分为PWM整流部分、双向DC/DC电路和DSP控制监测通信几部分。其具体结构框图如图1所示。
充电时该系统通过双向PWM整流电路对交流电网侧交流电进行整流，用户可以使用由双向DC/DC降压后的电能;放电时将由DC/DC电路升高后的电压通过PWM电路逆变成交流电进入电网。在充放电期间由TMS320F2812芯片对整个系统进行DSP控制。
2 三相PWM整流
三相电压型PWM整流器可以实现电能的双向流通，且具有畸变率低、功率因数可调等诸多优点。该系统采用空间矢量脉宽调制（SVPWM）控制方法产生控制开关管的信号，对比正弦波脉冲调制（SPWM），SVPWM可以提高电压利用率，动态性能也比SPWM控制方法优良。同时每次开关切换只涉及一个器件，开关损耗小。同时，因三相电压型PWM整流器可逆变，能够同时担任从电网把能量传输给电动汽车电池组，和把能量送回电网的功能。三相PWM整流电路基本拓扑结构如图2所示。
三相电压型PWM型整流器的控制方法。为保持电流为正弦波形，改善功率因数等性能，可以采用电流闭环的控制方式。如采用电流滞环跟踪模式，把参考电压与输入电流进行比较，若电流差值超过设置的环宽，自动调节输出电流，使电流不会偏差过大超过设定范围。
3 双向DC/DC电路
该文设计的充电桩可以通过双向DC-DC变换器使能量完成从电网到负载和从负载到电网的双向传递。功能上可以看成两个单向DC-DC变换器，可以达到“一机两用”的功能。双向DC-DC变换器同时应具有控制输入电压，提高利用功率因数的功能，在国内电动汽车生产中广泛使用。
该设计选用Buck/Boost电路，当电动汽车从充电桩获取电能时，双向DC＼DC变换器起到对直流电压的降压作用;当把电动汽车蓄电池的能量反馈给电网时，双向DC＼DC变换器起升压作用，把升压后的直流电传给三相电压型PWM整流器，再经过逆变后传给交流电网。
4 DSP控制电路与电网通信
DSP即数字信号处理，将系统输出电压电流采样，后通过程序设置，产生PWM信号控制开关管，同时进行PI控制。采用通用DSP芯片的数字信号处理系统比模拟信号处理相比，有精度高、抗干扰能力强、稳定性好、编程方便、接口简单、集成方便等优点。该设计中此系统选用TMS320F2812作为主控制芯片。因为所占面积小、性能优良、便携性高等特点，TMS320F2812可以同时适用于多种手持设备，满足各种工业环境应用。
充电桩中同时具有与电网的通信功能。通过对电网需求的实时监测，对充放电价进行调整。
5 结语
该文讨论了一种双电力接口充电桩的基本结构，主要为PWM整流，双向DC/DC变换，DSP控制部分，并对这些部分进行了说明。若本设计投入使用，可以实现电能的双向变换，在不同的时间对电网放电和充电，从而改善智能电网性能。
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