新能源汽車的研發(fā)速度在最近幾年中出現(xiàn)了明顯增快的趨勢(shì)，與之配套的新能源充電系統(tǒng)設(shè)計(jì)也就成為了不少工程師的重點(diǎn)研發(fā)方向。本文將會(huì)就三種常見(jiàn)的新能源汽車充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，以及它們可能會(huì)對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)所出現(xiàn)的影響，進(jìn)行簡(jiǎn)要的總結(jié)和分析。

新能源汽車采用的是可充電的蓄電池進(jìn)行能源輸送的，而就目前鋰離子電池的使用效果而言，最大的問(wèn)題就是要頻繁充電。當(dāng)同一時(shí)間內(nèi)有大批量的蓄電池接入城市電網(wǎng)進(jìn)行充電，那么這勢(shì)必會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行出現(xiàn)影響。正面影響是在用電低谷對(duì)動(dòng)力鋰電池充電時(shí)，可以減少電網(wǎng)峰谷差并起到削峰填谷的用途，提高配電系統(tǒng)設(shè)施的實(shí)際利用率，拓寬終端電能消費(fèi)市場(chǎng)。而新能源汽車接入電網(wǎng)系統(tǒng)充電所出現(xiàn)的負(fù)面影響是電動(dòng)汽車蓄電池充電設(shè)備的非線性，有可能出現(xiàn)諧波污染，對(duì)供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量帶來(lái)不利影響。

目前世界上比較常用到的新能源充電系統(tǒng)的諧波治理技術(shù)，重要有增大單臺(tái)充電機(jī)的濾波電感、減小充電機(jī)功率變換單元等效電阻、采用先進(jìn)的功率因數(shù)校正技術(shù)代替普通的二極管整流橋、充電站安裝電力有源/無(wú)源濾波器、協(xié)調(diào)每個(gè)充電站充電機(jī)的數(shù)量等。

在新能源汽車的驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)和充電系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，有三類結(jié)構(gòu)是目前新型電動(dòng)汽車所常用到的，即不可控整流+斬波器、不可控整流+DC-DC變換器、pWM整流+DC-DC變換器，而不同的充電系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)將會(huì)對(duì)電網(wǎng)諧波出現(xiàn)不同的影響。下面我們來(lái)逐一進(jìn)行分析。

首先來(lái)看第一種常用的充電系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，即利用不可控整流+斬波器構(gòu)成新能源汽車充電系統(tǒng)。采用這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)作為電動(dòng)汽車的充電系統(tǒng)主結(jié)構(gòu)，其重要缺陷就是體積比較大、電網(wǎng)側(cè)電流諧波大和變換效率低等。其注入電網(wǎng)的5次諧波電流含有率為65%左右，電流總畸變率超過(guò)85%，因此該種結(jié)構(gòu)不適合接入公共電網(wǎng)。

國(guó)內(nèi)一些知名新能源汽車廠家所常用的是另一種充電系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，即不可控整流結(jié)合DC-DC變換器所構(gòu)成的充電系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。相比上文中所介紹的第一種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)而言，這一設(shè)計(jì)采用了高頻功率變換電路，諧波電流含有率已經(jīng)有很大的改善，電流總畸變也低于30%，且體積較小，因此應(yīng)用較為廣泛，這里也采用這種結(jié)構(gòu)。在這種充電系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，常用的DC-DC變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有推挽式、正激式、反激式、半橋式和全橋式。由于前三種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)受到輸出功率和功率型開(kāi)關(guān)器件的限制，在大功率的電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)中，重要采用半橋式或全橋式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

近幾年比較受歡迎的另一種新能源汽車充電系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，即上文中所提到的pWM整流結(jié)合DC-DC變換器所構(gòu)成的拓?fù)浼軜?gòu)。這一系統(tǒng)最大的特點(diǎn)在于其本身采用了pWM整流技術(shù)，使得諧波電流和電流總畸變率均可以控制在較低的水平，但是其成本和復(fù)雜度也相應(yīng)新增了。

以上就是本文針對(duì)集中不同的新能源汽車充電系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，以及其充電過(guò)程中對(duì)電網(wǎng)所出現(xiàn)的影響，所進(jìn)行的簡(jiǎn)要分析和總結(jié)，希望能夠?qū)Ω魑还こ處煹脑O(shè)計(jì)工作供應(yīng)一定參考。