双向充电桩SPM控制方法的可行性分析

邵麟港，汤佩文，黄祖朋，邓海文，邵杰

（上汽通用五菱汽车股份有限公司，广西柳州，545007）

0 引言

双向功率变换器作为智能电网与电动汽车能量交换的载体，是影响V2G 技术发展的重要因素。其中三相VSI 型双向AC/DC 变换器和隔离型全桥-全桥式双向DC/DC 变换器作为电动汽车充电桩双向功率变换器主电路拓扑，隔离型桥式-桥式双向DC/DC 电路的驱动信号是由六脉冲电压信号调制变换得到的，故本文以其调制产生过程，将隔离型桥式-桥式双向DC/DC 电路的控制方式命名为六脉冲调制（Six-Pulse Modulation，SPM）控制法。

1 系统指标

本系统以某款一体式直流充电机的相关指标为依据进行仿真计算，该充电机的具体指标如表1 所示。

表1 37.5kW 充电桩指标

本文在仿真中设定交流侧为三相交流311V 相电压VIN，频率f0为50Hz，充电额定功率P0为37.5kW，直流侧母线电压平均值为VDC，充电机输出为直流500V 直流电压VOUT，整体效率η 为0.92，双向AC/DC 开关频率fSW为20kHz，隔离型双向DC/DC 开关频率fs 为100kHz。

2 系统仿真模型的搭建

该系统使用Simulink 搭建仿真模型，仿真模型由控制单元、主电路单元以及滤波单元3 个部分组成。如图1 所示为系统的总体控制单元，其中包含了SPM 波发生模块和SOLM 波发生模块。控制单元首先产生参考信号V6p，再将V6p 分别送进SPM 波发生模块和SOLM 波发生模块，产生双向DC/DC 与双向AC/DC 电路拓扑驱动信号。由硬件电路采集电网电压相位后，使用控制器产生同步的三相电压参考信号，并取其线电压Uab、Ubc、Uca 作为初始信号，根据三相整流原理，将三相线电压Uab、Ubc、Uca 取绝对值，送入Simulink 自带的最大值模块，得到参考信号V6p。……