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RT22 | 基于控制器硬件在环(C-HIL)的V2G直流充电站控制设计

视频,汽车,硬件在环 (HIL)

2022-10-20

RT22 | 基于控制器硬件在环(C-HIL)的V2G直流充电站控制设计

在本研究中,提出了一种适用于支持车辆到电网(V2G)功能的直流充电站的电动汽车用电控制设计。该支持V2G功能的直流快充站为每辆电动汽车充电及已安装的储能系统配备了双向直流/直流换流器 ,并配备了一台三相两电平电压源变换器用于连接至低压电网。 所提出的控制设计在V2G模式下为电动汽车和储能系统分配功率时,利用每辆电动汽车电池的能量容量、充电状态和电流限制,以限制从电网汲取的功率。在所提出的控制器中,电动汽车的能量容量和充电状态作为分配因子,电流限制则作为约束边界。该控制设计在确保电动汽车安全运行范围的同时,实现了电动汽车的高效利用。 集成于所提控制器中的充电状态平衡算法,确保了电动汽车在V2G模式下的高效利用。 通过离线仿真 和控制器硬件在环(C-HIL)对所提控制器的性能进行评估以验证其有效性。C-HIL实现可在真实的工业硬件上,为V2G功能直流充电站的主控制器提供经济高效、安全且快速的验证结果。 在C-HIL中,数字信号控制器(DSC)——即TMS320F28379D DSP控制器——作为控制器硬件,而实时仿真器OPAL-RT OP5600则实时模拟直流充电站模型。在OPAL-RT中对充电站进行建模,可避免在验证研究中超出电动汽车电池的安全工作区,从而防止潜在的危险和安全问题。 DSC与实时仿真器通过数字和模拟输入/输出进行通信。DSC通过数字输出发送控制信号,而实时仿真器则通过模拟输出发送电压和电流测量信号。C-HIL案例研究包括三个场景。第一个场景研究了在电网功率受限且可能随仿真 时间变化的情况下,所提出的V2G控制器的稳态性能。 第二个案例场景侧重于当因特定电池状况而改变电动汽车电池电流限制时,所提控制器的暂态响应。最后,第三个案例场景探讨了所提控制器在电动汽车从V2G模式切换至快速充电模式时的性能表现。在所有案例场景中,离线仿真 和C-HIL的结果均高度吻合,这验证了所提控制器的鲁棒性和高效性。

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