有源滤波器在电动汽车直流充电机中的应用

沐楠

摘要：谐波问题在电力电子设备使用中普遍存在，较大程度影响着电能质量。该文从有源滤波器治理谐波的角度出发提出将有源电力滤波技术应用到直流充电机的设计中，构成功能更加完善的直流充电机。通过实验证明系统具有良好的跟踪补偿特性，使谐波得到了抑制，保证电网波形接近正弦波，较好地达到了设计要求。

关键词：电动汽车；直流充电机；有源电力滤波器；谐波；DSP2812

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）14-0207-03

世界各国都在实施节能减排战略，其中传统的燃油汽车对能源的消耗不可忽视，而电动汽车相对于传统的燃油汽车而言，在节能、环保方面都具有明显的优势，我国也十分重视对电动汽车及相关技术的研发。2009年11月，上海漕溪电动汽车充电站通过专家验收。2009年12月，南方电网在深圳投资建设了两座充电站和134个充电桩正式投入使用，2010年3月，华北电网在唐山投资建设了第一座典型的大型充电站——唐山南湖电动车充电站，也正式投入商业运营。

为推动电动汽车产业的迅猛发展，政府出台《汽车产业调整振兴规划》政策以及“十城千辆”工程的实施，足以看出电动汽车将取代传统燃油汽车而成为当代汽车发展的主要方向，然而电动汽车充电装置的负载特性主要是不控整流电路，属于非线性负载，电流通过非线性负载就会产生谐波，谐波电流和谐波电压的出现，对公用电网是一种污染。

1电动汽车充电装置结构分析

电动汽车充电一般分为交流充电和直流充电两种形式。交流充电桩直接提供交流市电（220V或380V電源），利用车载式充电器为动力电池充电，一般功率较小（10KW左右），充电时间较长，需要5到8个小时，属于慢速充电；直流充电机直接输出直流电能给车载动力蓄电池充电，充电功率大（100KW左右），充电时间短（只需20～30分钟），属于快速充电，一般安装在专门的充电站内。直流充电机相比于交流充电桩而言，能够在短时间内为多台电动汽车同时充电，本文主要针对直流充电机在充电过程中产生谐波和无功，采用有源滤波装置对其进行有效的抑制。

如图1所示，直流充电机主要由供电、检测计量和不控整流电路三部分组成，网侧的三相电通过不控整流电路，而转变成直流电为电动汽车的动力蓄电池充电，计量计费与通信部分采集电流、电压信号来实时检测充电过程，并通过通信电路可以与上位机通讯，实现对直流充电机进行远程监控的作用。

2 APF技术在直流充电机上的应用

电动汽车直流充电机实际上是采用电力电子技术的开关电源，电力电子器件属非线性负载，电流流过非线性负载必然会产生谐波电流和谐波电压，对于充电站里大功率直流充电机所产生的谐波和无功干扰，应该配置专门的谐波治理与无功补偿装置，否则充电机就像一个个谐波源一样，影响电网质量和稳定性，而且会直接干扰计量计费的准确性和通讯的稳定性。