發(fā)布時間：2017-09-25 21:21

  本文關(guān)鍵詞：電動汽車自適應(yīng)充電的電力載波通信系統(tǒng)

  更多相關(guān)文章： 低壓電力線載波通信 電動汽車 OFDM 功率放大 AMIS-49587

【摘要】：隨著經(jīng)濟的發(fā)展,能源問題一直困擾著人類,在探求新能源的道路上人類一直在不停的探索。新能源技術(shù)朝著更加先進更加完善的方向發(fā)展。汽車是現(xiàn)在在中國家庭中也越來越普遍,但是汽車消耗石油,自然資源消耗緊缺必然會導(dǎo)致環(huán)境和能源的問題更加嚴峻。電動汽車的出現(xiàn)很有效的解決了能源的問題。而電動汽車推廣普及勢必會導(dǎo)致電網(wǎng)用電負荷的增加,本課題采取電力載波通信方式作為電動汽車和充電樁之間的通信方式,研究了基于電力載波通信的電動汽車充電系統(tǒng)。其中,電力載波通信方式是采用已有的電力線網(wǎng)絡(luò)作為傳輸媒介進行數(shù)據(jù)的傳輸。在中國,強大的電力線網(wǎng)絡(luò)分布非常廣,不需要額外的架設(shè)通信線,采用先進的載波技術(shù)后電力線信號可以實現(xiàn)穩(wěn)定傳輸。本文首先介紹了電力載波通信的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀,圍繞著基于電力載波的電動汽車充電通信方式進行了探索研究。分析了電力載波通信信道的一些特殊的固有特性,重點研究了信號衰減和距離、頻率、負載的關(guān)系。針對傳輸環(huán)境惡劣的電力線網(wǎng)絡(luò),本課題提出了基于OFDM(正交頻分復(fù)用技術(shù))的電力線載波電動汽車充電的通信方式。詳細介紹了正交頻分復(fù)用技術(shù)的基本原理,然后對OFDM技術(shù)進行了數(shù)學(xué)模型分析。經(jīng)過算法計算分析,利用循環(huán)前綴和保護間隔能夠有效的解決多徑衰落信道的問題。本文介紹了兩種常見的算法,快速傅里葉變化和小波變換算法。再比較了兩種算法之后,證明基于小波變換的OFDM電力載波通信具有高可靠性和穩(wěn)定性以及較高的抗干擾能力。由于采用的OFDM電力線載波通信故傳統(tǒng)的外圍硬件電路滿足不了系統(tǒng)的傳輸環(huán)境。本課題需要設(shè)計出精度更高、工作特性更加穩(wěn)定的載波信號源電路,A/D、 D/A電路,晶振時鐘電路以及濾波電路等。利用實習(xí)單位資源,選取了安森美半導(dǎo)體公司的AMIS-49587型號的芯片作為本課題的調(diào)制解調(diào)模塊。結(jié)合設(shè)計的外圍電路實現(xiàn)了將載波板處理后的信號放大后傳輸,提高了信號的傳輸距離,改善了電力載波通信效果。電動汽車充電采用的是IEC15118通信協(xié)議,該標(biāo)準是為電動汽車和交流充電樁之間通訊統(tǒng)一制定的標(biāo)準。傳統(tǒng)的充電樁采用CAN總線通信方式,其接口不能滿足本課題設(shè)計要求。本文設(shè)計了自適應(yīng)充電控制策略,同時改進了充電樁接口電路。最后對整個系統(tǒng)進行了通信測試,結(jié)果表明本文設(shè)計的基于OFDM電力載波通信方式的電動汽車充電系統(tǒng)能夠完成充電信號穩(wěn)定傳輸。
【關(guān)鍵詞】：低壓電力線載波通信 電動汽車 OFDM 功率放大 AMIS-49587
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN913.6
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-15
• 1 引言15-19
• 2 緒論19-25
• 2.1 課題研究的背景及意義19-20
• 2.2 電動汽車國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀20-21
• 2.3 電力載波通信的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀21-22
• 2.3.1 PLC技術(shù)國外發(fā)展現(xiàn)狀21
• 2.3.2 PLC技術(shù)國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀21-22
• 2.4 本文的主要研究內(nèi)容22-25
• 3 低壓電力載波通信環(huán)境的研究25-37
• 3.1 低壓電力載波通信的基本原理25-26
• 3.2 低壓電力線信道特性的分析26-33
• 3.2.1 阻抗特性分析26-28
• 3.2.2 時變特性分析28
• 3.2.3 衰減特性分析28-30
• 3.2.4 噪聲特性分析30-33
• 3.3 多徑與反射分析33-35
• 3.4 本章小結(jié)35-37
• 4 OFDM技術(shù)的研究與仿真37-49
• 4.1 OFDM技術(shù)簡介37-38
• 4.2 OFDM技術(shù)的基本原理38-43
• 4.2.1 OFDM信號的產(chǎn)生與接收40-41
• 4.2.2 OFDM技術(shù)抗多徑衰減技術(shù)41-42
• 4.2.3 保護前綴和循環(huán)間隔42-43
• 4.4 OFDM不同調(diào)制技術(shù)的比較43-47
• 4.4.1 基于FFT的OFDM技術(shù)43-44
• 4.4.2 基于小波變換的OFDM技術(shù)44-46
• 4.4.3 FFT變換OFDM和Wavelet變換OFDM特征比較46-47
• 4.5 OFDM技術(shù)的優(yōu)缺點47-49
• 5 低壓電力線系統(tǒng)的實現(xiàn)49-65
• 5.1 電力載波通信終端的選擇49-51
• 5.1.1 產(chǎn)品的規(guī)格和應(yīng)用49-50
• 5.1.2 AMIS-49587系列的優(yōu)勢及參數(shù)50-51
• 5.2 外圍電路的設(shè)計51-59
• 5.2.1 A/D和D/A電路設(shè)計51-52
• 5.2.2 運算放大電路的設(shè)計52-53
• 5.2.3 耦合電路的設(shè)計53-54
• 5.2.4 載波信號源電路的設(shè)計54-58
• 5.2.5 晶振時鐘電路和濾波電路的設(shè)計58-59
• 5.3 電力載波通信系統(tǒng)通信測試59-65
• 5.3.1 HomePlug AV的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)60-61
• 5.3.2 上位機LabVIEW的通訊編程61-62
• 5.3.3 TCP通信編程62-65
• 6 基于15118通信的電動汽車充電實驗驗證65-81
• 6.1 自適應(yīng)充電控制策略65-68
• 6.1.1 充電控制的通信分層結(jié)構(gòu)65
• 6.1.2 充電裝置自適應(yīng)65-66
• 6.1.3 充電參數(shù)自適應(yīng)66-68
• 6.2 基于IEC15118的電動汽車充電通信協(xié)議68-73
• 6.2.1 協(xié)議數(shù)據(jù)單元69
• 6.2.2 充電握手階段69-70
• 6.2.3 充電參數(shù)配置階段70-71
• 6.2.4 充電階段71-73
• 6.2.5 充電結(jié)束階段73
• 6.3 交流充電樁外部硬件實現(xiàn)73-77
• 6.3.1 電動汽車和充電樁的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計74
• 6.3.2 電動汽車交流充電接口電路設(shè)計74-75
• 6.3.3 充電樁硬件控制電路設(shè)計75-76
• 6.3.4 充電連接口設(shè)計76-77
• 6.4 實驗驗證77-79
• 6.5 本章小結(jié)79-81
• 7 總結(jié)與展望81-83
• 7.1 總結(jié)81-82
• 7.2 展望82-83
• 參考文獻83-87
• 致謝87-88
• 作者簡介及作者在讀研期間主要科研成果88

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本文編號：919654