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🔥 内容介绍
在新能源汽车领域，车载充电机（OBC）作为连接电网与电动汽车的关键设备，其性能对电动汽车的充电效率和电池寿命有着重要影响。两级式 AC - DC 三相 OBC 结合双向 V2G - G2V（车到电网 - 电网到车）功能，为电动汽车的能源管理提供了更灵活、高效的解决方案。以下将详细阐述其电路结构与控制策略。
一、电路结构
- 电网
：作为整个系统的能源输入源，为车载充电机提供三相交流电。三相交流电具有传输功率大、效率高的特点，能够满足电动汽车快速充电的需求。
- 三相整流器
：其作用是将电网输入的三相交流电转换为直流电。常见的三相整流器有二极管整流器和可控整流器。在本系统中，采用可控整流器，以便更好地控制整流后的直流电压和电流，实现对电网侧功率因数的调节以及对直流母线电压的稳定控制。
- 直流母线
：连接三相整流器和双向 Buck - Boost 电路，起到能量存储和传输的作用。直流母线电压是整个系统的关键参数之一，其稳定性直接影响到后续电路的正常工作以及储能蓄电池的充电效果。在本系统中，直流母线电压被稳定在 800V（可根据实际需求修改）。
- 双向 Buck - Boost
：这是实现双向能量流动的核心电路，即实现 V2G（车到电网）和 G2V（电网到车）功能。当处于充电模式（G2V）时，Buck - Boost 电路将直流母线电压转换为适合储能蓄电池充电的电压，并通过恒流控制对蓄电池进行充电；当处于放电模式（V2G）时，电路将蓄电池的电能转换为合适的电压回馈到直流母线，进而反馈到电网。
- 储能蓄电池
：作为电动汽车的能量存储单元，存储从电网获取的电能，为车辆行驶提供动力。同时，在 V2G 模式下，蓄电池可将多余的电能反馈给电网，实现电能的双向流动。
二、控制策略
- 网侧整流器控制
- 直流母线电压外环
：该外环的主要目标是维持直流母线电压稳定在设定值 800V（可修改）。通过检测直流母线实际电压与设定值的偏差，经过 PI（比例 - 积分）控制器调节，输出一个控制信号，该信号用于控制电流内环的参考电流。直流母线电压外环不仅保证了直流母线电压的稳定，而且从整体上维持了系统的功率平衡。例如，当电网侧输入功率变化或者负载（储能蓄电池充电功率变化）时，电压外环能够及时调整控制信号，使系统功率重新达到平衡，确保直流母线电压稳定。
- 电流内环解耦控制
：由于三相交流系统存在耦合关系，直接控制电流较为困难。因此采用电流内环解耦控制策略，将三相电流分解为有功电流和无功电流分量，分别进行独立控制。通过这种解耦控制，能够实现对电网侧电流的精确控制，提高功率因数，减少谐波污染。具体实现过程中，利用 Park 变换将三相静止坐标系下的电流转换到同步旋转坐标系下，实现电流的解耦，然后分别对有功电流和无功电流进行 PI 调节，再通过反 Park 变换将控制信号转换回三相静止坐标系，用于控制三相整流器的开关器件。
- 直流母线电压外环
- DCDC 控制
- 恒电流闭环控制
：在储能蓄电池充电过程中，DCDC 控制采用恒电流闭环控制策略。通过检测蓄电池充电电流，并与给定电流值进行比较，其偏差经过 PI 控制器调节，输出控制信号来调整双向 Buck - Boost 电路的占空比，从而实现对充电电流的精确控制。这种恒流控制方式能够有效保护蓄电池，避免过充电和过放电，延长蓄电池的使用寿命。
- 灵活充放电控制
：在实际应用中，可以根据需求自行修改电流给定值来实现充电或者放电功能。当需要对蓄电池充电时，将电流给定值设置为正值，此时双向 Buck - Boost 电路工作在 Buck 模式，将直流母线电压降压后对蓄电池充电；当需要将蓄电池电能回馈到电网（V2G 模式）时，将电流给定值设置为负值，双向 Buck - Boost 电路工作在 Boost 模式，将蓄电池电压升压后回馈到直流母线。通过这种灵活的控制方式，实现了储能蓄电池与电网之间的双向能量流动，提高了能源利用效率和系统的灵活性。
- 恒电流闭环控制
⛳️ 运行结果
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