储能式电动汽车充电桩系统的设计
本文设计了一套3kw的模拟储能式电动汽车充电桩系统，该系统主要由功率调节系统（PCS）和控制系统组成。PCS实现储能电池、电动汽车电池和交流电网之间的能量转换，控制系统实现对电池在线监测管理和对PCS的PWM控制。理论分析与实验结果表明，该系统在保证传统充电桩的功能下，有效地降低了充电桩对电网的功率要求。
储能式充电桩的总体结构图1所示为储能式充电桩的系统结构图，该系统主要由功率调节系统(PC S)和控制系统两部分组成。PCS采用直流母线式结构，是电网与储能电池组和电动汽车电池组之间的能量传输纽带；交流电网与直流母线之间采用PWM整流器，实现能量的双向流动；直流母线与储能电池组之间采用双向Buck-Boost变换器，实现电池组的充放电功能；直流电网与电池汽车电池组之间采用Buck变换器，实现对电池的恒压、恒流和脉冲充电。
控制系统以TMS 320 F28335为核心，主要实现对储能电池组状态的监测管理以及对PCS的控制调度。通过对储能式充电桩系统的设计和实现，解决了传统充电桩对电网的高功率需求问题，提高了电动汽车的充电效率和可靠性。
硬件系统设计系统的硬件主要包括功率调节系统、功率管和继电器驱动系统、相关参数采样系统、人机交互系统和辅助电源系统。继电器采用普通的光隔+三极管驱动；功率管采用专门的IGBT驱动芯片M57962。
拓扑结构主要包括单向AC/DC、单向DC/DC和双向DC/DC三种。单向AC/DC拓扑结构如图2(a)所示，交流电网与直流母线之间采用单相不可控整流电路；单相22OV交流电通过整流滤波后转变为311V直流电。
双向DC/DC拓扑结构如图2(b)所示，直流母线与电动汽车电池组之间采用图2(b)所示的Buck变换器，通过电压闭环或电流闭环来调节V1的占空比，实现对电池的恒压或恒流充电。
在设计中，我们还考虑了电动汽车充电桩的可靠性和安全性问题，确保了充电桩的稳定运行和安全充电。本文设计的储能式电动汽车充电桩系统具有高效、可靠、安全的特点，对电动汽车的发展和普及具有重要意义。
关键词：蓄电池；储能；充电桩；功率调节系统
DOI：10.3969/j.issn.1005-5517.2016.03.01
