电动汽车动态充放电技术及集群式充放电策略研究

In order to meet the need of two-way energy interaction between the car and the network or between vehicles, to exert the mobile energy storage characteristics of the EV as well as to deal with the problem of insufficient distribution capacity caused by the centralized charging of a plurality of vehicles, It is proposed to carry out research on dynamic charge and discharge technology and cluster charging and discharging strategy for electric vehicles, and to study and solve the problem of bidirectional wireless energy push-pull and cluster-type charge and discharge optimization control under vehicle motion. Including: researching V2X (V2G, V2V) bidirectional energy modeling method and energy transfer scheme of charging and discharging under the dynamic operation of vehicles; researching and putting forward a dynamic coordination control method of two-way energy wireless bidirectional boosters between vehicles and roadside; researching and putting the design and control method of the guidewire coil with energy wireless two-way push function which is suitable for the dynamic running of the vehicle. With the goal of optimizing the overall energy efficiency in the power supply section, an energy optimization model of vehicle charging and discharging in the dynamic charging and discharging section is established. Discharge Strategy and Optimization Control Method. The implementation of this project aims to build a cluster-type dynamic charging and discharging system for electric vehicles and solve the key technologies of dynamic charging and discharging for EVs. The research results will provide support for expanding relevant research fields and follow-up studies in the field of EV charging and discharging.

为了进一步适应车-网或车辆间的能量互动需要，发挥电动汽车移动携能特性，以及应对多辆车辆集中充电可能会造成配网容量不足等问题，有必要在电动汽车动态供电的基础上开展动态充放电技术及集群式充放电策略研究。本项目拟从车辆动态运行场景下的V2X（V2G、V2V）能量双向推送建模以及充放电能量传输方案研究出发，针对车载和路面端的协同控制、路面导轨线圈铺设方案与切分策略等关键问题，研究并提出多个车辆与路面端的能量无线双向推送器动态协调控制方法以及适用于车辆动态运行的具有能量无线双向推送功能的导轨线圈设计与切换控制方法。最后以供电路段内综合能效最优为目标，建立动态充放电供电路段内车辆充放电能量优化模型，提出集群式充放电策略与优化控制方法。本项目的实施旨在构建电动汽车集群式动态充放电系统，解决电动汽车动态充放电关键技术及充放电策略问题，研究成果为拓展相关研究领域以及电动汽车动态充放电领域的后续研究提供支撑。

动态无线充放电技术是当前无线电能传输技术的研究热点之一，也是该领域重要的一个研究分支，目前仍处于起步和探索阶段，为了进一步适应车-网或车辆间的能量互动需要，发挥电动汽车移动携能特性，以及应对多辆车辆集中充电可能会造成配网容量不足等问题，本项目开展了动态无线充放电技术及集群式充放电策略的相关研究，分别从电动汽车动态V2X 能量双向推送建模、车载能量双向推送器动态自同步控制技术、能量双向推送轨道切分设计与控制策略以及集群式充放电控制策略等方面展开研究。主要研究内容及成果如下：.（1）项目建立了一套对称结构的V2X（V2G、V2V）能量双向推送系统模型，给出了适用于电动汽车运动场景下的能量无线流通的路径和能量相互推送的作用机理以及车辆充电功率需求、车辆储能总量、配网容量等因素作用关系，构建了V2X的适应场景及框架；.（2）提出了能量双向流通的控制策略及系统自启动判谐控制结构及方法，解决了双向无线充放电系统的无通讯自启动和在线调节控制问题，研究并提出了一种适应车辆行驶速度变化的自适应负载调节的动态无线充电功率控制方法，实现了动态充电车辆的功率自适应调节；.（3）研究了单台车辆的动态充电影响因素，以及集群式电动汽车充电的影响，利用神经网络对路段行驶的电动汽车车流量进行了预测，研究并提出了动态无线充放电车辆充放电功率的聚类算法和模型，提出了集群式充放电策略与优化控制方法。.（4）本项目搭建了相应的实验平台，相关技术并依托同里“三合一”示范工程项目进行了验证，并为该工程的顺利实施提供了理论基础，项目有效实现了30kW功率等级的电动汽车动态无线充电以及运行的实时控制，获得教育部技术发明二等奖、中国能源研究会科技创新一等奖等奖项，项目的实施有利于解决了电动汽车动态充放电关键技术及充放电策略问题，研究成果为拓展相关研究领域以及电动汽车动态充放电领域的后续研究提供了有效支撑.