[实用新型]一种基于V2G技术的车载充放电装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电动汽车的电力装备技术，特别是可实现与电网之间的双向互动和交换的一种基于V2G技术的车载充放电装置。 

背景技术

随着能源问题与环境污染的日益突出，以电动汽车取代传统的内燃机汽车成为当前研究的热点之一。而电池充放电技术是电动汽车发展的关键技术，但传统意义上电网只向电动汽车电池充电，由于电动汽车电池容量和充放电功率很大，因此只能在专门的充电站完成充电任务，这给充电带来很大的不便。同时，对于长期停放的电动汽车，其不仅电池里储存的能量没有得到很好利用也在一定程度上对电池的寿命造成影响。随着智能电网的提出和发展，人们正积极探索和研究一种新模式——V2G模式，即让电动汽车的电能在受控状态下实现与电网之间的双向互动和交换，在此基础上也可以提高电动汽车用户对车载设备的充电便利性与经济性以及电网运行效率。但是针对如何实现电动汽车与电网之间的互动供电，现有技术大多电路结构复杂，成本高、效率低，因此，有必要提出一种经济有效的车载充放电装置以推动V2G技术和智能电网技术的发展。 

发明内容

本实用新型的目的是提供一种基于V2G技术基础上，可让电动汽车的电能在受控状态下实现与电网之间的双向互动和交换的车载充放电装置，以实现电动汽车的充电，以及电量剩余时返充回电网。 

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：一种基于V2G技术的车载充放电装置包括连接电源火线和零线的电源输入部分以及电池，还包括电网侧控制器和电网侧变换器，电池侧控制器和电池侧变换器，电网侧变换器与电池侧变换器相连，电网侧变换器的另一侧连接电源输入部分，电池侧变换器的另一侧连接电池；还包括输入端连接电源输入部分母线的交流侧电压测量模块、交流侧电流测量模块，输入端连接电网侧变换器与电池侧变换器之间母线的直流侧电压测量模块，输入端连接电池的电池侧电压测量模块、电池侧电流测量模块；交流侧电压测量模块、交流侧电流测量模块将输出值送入电网侧控制器，电网侧控制器输出相关控制信号控制电网侧变换器完成适配或逆变；直流侧电压测量模块、电池侧电压测量模块、电池侧电流测量模块将输出值送入电池侧控制器，电池侧控制器输出相关控制信号控制电池侧变换器完成升压斩波或降压斩波。 

作为本实用新型的一种改进，所述电网侧变换器包括绝缘栅双极型晶体管V1、V2、V3、V4，V1的发射极与V2的集电极相连并通过滤波电感Lg连接电源输入部分的火线，V3的发射极与V4的集电极相连并连接电源输入部分的零线；滤波电容Cg并接于电源输入部分的火线和零线之间。 

作为本实用新型的一种改进，所述电池侧变换器包括绝缘栅双极型晶体管V5、V6，V5的发射极与V6的集电极相连并通过平波电感Lb连接电池的正极，V6的发射极连接电池的负极；滤波电容Cb并接在电池正负两极之间；电网侧变换器中V1与V3的集电极相连并连接电池侧变换器中V5的集电极；电网侧变换器中V2与V4的发射极相连并连接电池侧变换器中V6的发射极；电网侧变换器与电池侧变换器之间在上述两节点上并接有滤波电容C1。 

作为本实用新型的一种改进，电网侧控制器包括给定值输入部分，直流侧电压检测模块的输出值与给定值比较后送入PI调节器，PI调节器的输出值与锁相后的交流侧电压检测模块输出值相乘，再与交流侧电流检测模块输出值比较后送入PR调节器，PR调节器的输出值与交流侧电压检测模块输出的反馈值相加后送入PWM信号产生器，PWM信号产生器的输出端连接电网侧变换器中V1、V2、V3、V4的栅极。 

作为本实用新型的一种改进，电池侧控制器为滞环比较器，其输出端连接电池侧变换器中V5、V6的栅极，输入端连接电池侧电压检测模块、电池侧电流检测模块以及直流侧电压检测模块的输出端。 

作为本实用新型的一种改进，一种基于V2G技术的车载充放电装置还包括放电保护电路，放电保护电路并接于滤波电容C1的两端，并位于滤波电容C1与电网侧变换器之间，放电保护电路可以限制直流母线电压泵升，用于母线电容过压放电或电路故障保护放电。 

作为本实用新型的一种改进，一种基于V2G技术的车载充放电装置，还包括电池故障断路器，其一端分别连接电池的正负极，另一端并接在滤波电容Cb两端，电池侧故障断路器用于消除电池短路的危险。 

作为本实用新型的一种改进，一种基于V2G技术的车载充放电装置，其所述放电保护电路包括电阻R和功率开关V7，电阻R的一端连接功率开关V7的发射极，另一端与功率开关V7的发射极并接于滤波电容C1的两端。