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1、电动汽车交流充电桩控制装置的研究与设计2014胡勇硕士控制科学与工程武丽副教授ClassifiedIndex:TP277U.D.C:621.38SouthwestUniversityofScienceandTechnologyMasterDegreeThesisResearchandDesignofACChargingPileControlDeviceforElectricVehiclesGrade:2014Candidate:HuYongAcademicDegreeAppliedfor:MasterSpecialty:ControlScienceandEnginee
2、ringSupervisor:WuLiAssociateProfessorJune.2,2017西南科技大学硕士研究生学位论文第I页摘要随着世界能源危机与环境污染的不断加深，近年来以电能作为驱动力的电动汽车迅猛发展；然而，配套的充电服务设施却相对滞后，严重制约着电动汽车的产业化。本文围绕着如何为用户提供安全、可靠、便捷、标准化和智能化的充电服务，如何为运营商提供集中化的管理以及如何为电网营造绿色的用电环境等问题，对电动汽车交流充电桩控制装置进行研究和设计。为解决充电桩充电服务和运营管理的问题，本文研究和设计了充电桩控制系统。应用模块化思想对微控制器、人机交互、交易结算
3、、电参数测量、网络通信、充电导引、电气防护、监测与控制、工作电源等模块进行器件选型、电路设计和测试，尤其采用去耦滤波、隔离和电气保护等策略优化了硬件抗干扰性能。应用结构化分析方法，按照模块独立化的原则进行软件系统的层次设计和流程设计，并采取确认应答、超时重传、干扰丢弃等机制设计了可靠的网络通信协议，最终完成了程序编制与测试。为解决车载充电机工作时产生的谐波和无功电流经充电桩控制系统对电网产生危害的问题，本文研究了充电桩有源滤波系统。首先深入分析了有源滤波技术原理和PWM调制方式，然后基于瞬时无功功率理论推导并优化谐波和无功电流检测算法，并且对滑动均值滤波器进行设计，从
4、而提高了检测实时性和精确性；接下来研究和设计了双闭环PI控制算法以及单周电流预测控制算法，建立了MATLAB/SIMULINK仿真平台，针对补偿谐波和无功电流的效果进行量化比较与分析。论文最后对控制装置样机进行功能测试和电气防护测试，结果表明，样机功能完善、运行安全可靠，达到课题功能与指标要求。关键词：充电桩控制系统网络通信协议有源滤波系统单周电流预测西南科技大学硕士研究生学位论文第II页AbstractWiththedeepeningoftheworldenergycrisisandenvironmentalpollution,electricvehiclehasd
5、evelopedrapidlywhilechargingfacilitieshasdevelopedslowly,seriouslyrestrictingtheindustrializationofelectricvehicles.ThepaperistostudyanddesignACchargingpilecontroldevicearoundhowtoprovideuserswithsafe,reliable,convenient,standardandintelligentservice,howtoprovideoperatorstomanagecentral
6、izedlyandhowtobuildagreenpowergrid.Tosettleproblemsabove,thepaperistostudyanddesignACchargingpilecontrolsystem.Itappliesmodularideatodesignthesystemhardware,includingmicrocontroller,human-machineinteraction,financialsettlement,electricalparametersmeasurement,networkcommunication,control
7、guidance,electricalprotection,detectionandcontrol,andpowermodules.Paperismainlytoselectdevices,designandtestcircuit,especiallyadoptingdecoupledfilter,isolationandelectricalprotectiontooptimizethehardwareanti-jammingperformance.Inthewayofstructuralanalysisandmoduleprinciple,thep
