不對稱半橋單相單級式車載充電系統(tǒng)改進(jìn)控制策略研究

丁紫華 ，廖 勇 ，盧一夫 ，林 豪

（1.重慶大學(xué)輸配電裝備及系統(tǒng)安全與新技術(shù)國家重點實驗室，重慶400044；2.悉尼大學(xué)，悉尼 2006，澳大利亞）

電動汽車EV（electric vehicle）因其能源來源多樣化、無污染或超低污染在節(jié)能減排方面表現(xiàn)優(yōu)異而受到各國高度重視和企業(yè)的積極支持[1-3]。充電設(shè)備的充電技術(shù)是電動汽車能源供給技術(shù)研究的重點與方向[4]，其性能影響充電時間和電池壽命[5]。具有V2G（vehicle to grid）功能的單相單級式車載充電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、元器件數(shù)量少、體積小、重量輕、開關(guān)損耗小[6]，通過充電控制可促進(jìn)可再生能源吸收，參與削峰填谷[5,7]、調(diào)壓調(diào)頻[8-9]。由瞬時功率理論可知，直流側(cè)必然含有二次紋波[10-13]，經(jīng)AC/DC變換器控制向交流側(cè)注入3次諧波，并導(dǎo)致基波電流產(chǎn)生相位偏移[14]。由于電池內(nèi)阻小，二次紋波電流將使得電池過熱、壽命減短[10-13]。

采用傳統(tǒng)的大電容或LC諧振電路濾除二次紋波，由于諧振頻率（100 Hz）低，所需濾波電容或諧振LC較大，而大的電解電容因體積大、壽命短，影響系統(tǒng)可靠性[11,15]，降低系統(tǒng)功率密度[11]。有源解耦A(yù)PD（active power decoupling）在濾除二次紋波的同時可以減少電感、電容、系統(tǒng)體積，降低成本并提高功率密度[16-22]。

文獻(xiàn)[16]采用Buck型APD電路，由于運行于DCM（discontinuous conduction mode）模式下，引起大的電流紋波并導(dǎo)致開關(guān)應(yīng)力變大，電感磁滯損耗增大，磁芯發(fā)熱，電磁干擾嚴(yán)重，為此李紅波、張凱等提出了工作于CCM（continuous conduction mode）模式下的雙閉環(huán)無差拍加重復(fù)的控制策略[17]。由于Buck型會產(chǎn)生4次紋波，文獻(xiàn)[18]提出了雙Buck拓?fù)涞腁PD電路，但增加了元器件數(shù)量，降低了系統(tǒng)功率密度。文獻(xiàn)[19-22]研究了Boost型APD電路，其中文獻(xiàn)[20-22]一樣會向系統(tǒng)引入4次紋波，文獻(xiàn)[19]采用多級PR控制來消除4次紋波而向系統(tǒng)引入16次紋波。……