功率可擴展的V2G充放電系統設計及實現

牛高遠 孟凡提 劉苗苗 張逸群

摘 要：針對目前電動汽車V2G充電樁單接口的充放電功率恒定、無法擴展的問題，設計一種雙回路雙接口的V2G充放電系統，采用在功率模塊直流側進行功率投切控制的方式，使得充放電系統突破單接口額定功率的限制，有效進行充放電功率擴展。樣機的實驗數據表明，充放電系統能夠根據后臺指令，控制相應的接觸器投切動作，完成回路間功率模塊調用，準確響應后臺功率需求，輸出擴展后的充放電功率。

關鍵詞：V2G；充電樁；功率；擴展；設計

0 引言

我國新能源電動汽車保有量日益增多，作為“新基建”之一的充電樁是連接電動汽車和電網之間的關鍵設備，能夠為電動汽車提供充電服務。但在用電高峰期電動汽車集中充電時，能量的單向流動勢必會造成負荷曲線“峰上加峰”，導致電網負擔進一步加重，威脅設備和電網穩定運行[1]。以靈活化、網聯化為特征的電動汽車作為未來能源互聯網的儲能終端，也是智能電網的重要組成部分，為了最大程度利用電動汽車蓄電池移動儲能的特性[2]，眾多學者研究了V2G充放電系統[3-4]，它突破了傳統充電模式限制，使得“車-樁-網”之間能夠實現能量的雙向友好互動。車輛閑置電能可通過V2G充電樁為電網提供需求響應、調峰調頻、促進新能源消納等輔助服務，成為近年來的研究熱點[5-6]，且已出現相關V2G充電樁產品和應用示范站點 [7]。

然而，從市場調研情況看[8]，目前市面上的V2G充電樁內部只設置有V2G功率模塊，雖然實現了雙向能量互動，但單接口的最大充放電功率由該接口所分配的模塊個數決定，是恒定功率值，導致充電和放電功率均無法擴展，限制了為車主提供更靈活、高效的充放電服務能力。……