基于simulink的V2G充放电机建模与仿真

首先通过S函数计算仿真开始时刻，然后将仿真时刻减去开始时刻的到仿真时间t。Rem函数是一种采用fix函数的取余运算。公式如下：

将t和周期T分别带入rem函数计算t1，t1是在某一个周期内仿真执行的时间。通过t1和导通时间ts的差U判断输出类型，当U0时，t1ts开关管处于导通阶段，输出脉冲1。U>0时，t1>ts开关管处于关断阶段，输出脉冲0。将两股信号合并后输出连续脉冲波，控制开关管开断。控制流程如图3所示。

3 仿真结果分析
根据分析搭建了实现紧急电源功能的电动汽车充放电机的simulink仿真模型，如图4所示。控制单元主要由BOOST恒压控制和电压PID控制组成。

电动汽车的储能单元采用simulink内部自带的锂离子电池模型(300 V、100Ah)模拟。标称放电电流为0．4 C时的放电特性，如图5所示。

中间平衡电压采用700 V。提高开关管的开关频率可以减小变换器的体积和重量，降低变换器的工作噪音，而一般IGBT的开关频率为20 kHz，所以DC／DC变换的开关频率设为20 kHz，根据电压纹波系数计算，取C1=500μF、C2=200μF。根据电流纹波系数和连续临界值计算，取L1=0．1 mL。0．1 s内的仿真结果如图6所示。

设置SOC初始值为80％，根据图5所示电池端电压较长时间平衡在322 V左右，仿真结果可以模拟SOC降到20％时间内充放电机的情况，当SOC低于20％时退出运行。输出中间平衡电压范围是728～737 V，有效值为729．3 V，与设置值的误差为4．1％。根据公式(1)计算占空比值为0．558 4。实测占空比为D=0．538 6～0．539 5，如图6所示。根据设置的输出电压为700 V，占空比的计算值为0．543。与实测D的误差为0．6％～0．8％，与根据实测中间平衡电压计算的占空比误差是2．7％。图7和图8给出了输出三相电压、调制系数M、线电压Uab、相电压Ua波形。Ua的有效值为219．2，与实际值的误差为：0．36％。调制系数经过25 ms达到稳态，稳定值为0．856。对a相线电压进行了谐波分析，如图9所示。总谐波THD=1．68％，符合电网的入网要求。

4 结论
通过分析表明，该模型有很好的动态响应，实测值与计算值误差在允许的范围之内，输出三相波形能很好的跟踪参考波形，谐波含量少，波形平稳波动小，能够实现充放电机作为紧急电源这一功能。只要有足够的容量，完全可以满足用户的要求。
通过对充放电机拓扑结构和控制单元的建模分析，并对其中一种功能仿真，对电动汽车充放电机的模型有了初步认识，为进一步研究奠定基础。