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研究生: 李泓震
Hong-Jhen Li
論文名稱: 含超級電容的電動公車快速充電站探討
A Study on Rapid Charging Stations for Electric Buses with Supercapacitors
指導教授: 陳南鳴
Nan-Ming Chen
口試委員: 連國龍
Kuo-Lung Lian
曾乙申
Yi-Shen Zeng
陳樁亮
Chun-Liang Chen
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電資學院 - 電機工程系
Department of Electrical Engineering
論文出版年: 2013
畢業學年度: 101
語文別: 中文
論文頁數: 99
中文關鍵詞: 超級電容電動公車快速充電站三相橋式整流充電站PWM整流充電站DC/DC轉換器
外文關鍵詞: Supercapacitor, Fast-charging power station, Three phase bridge full-wave rectifier, PWM rectifier, DC/DC convertor
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電動公共汽車若裝有超級電容,可以在公車專用道上設置電動公車快速充電站,利用乘客上下車時間,在23秒快速充滿超級電容。由於電動車之充電機為非線性負載,將會產生諧波汙染而導致電力品質問題,欲建立低諧波汙染之充電站。本研究首先探討三相橋式整流充電站與PWM整流充電站之數學模型與控制方法,設計可23秒快速充電之DC/DC轉換器,並利用Matlab/Simulink建構電動車充電站模型,並使用實際超級電容PC2500C之參數,評估未來含超級電容的電動公車儲能設備,以模擬電動公車之充電行為。加上再生能源越來越受到世界的重視,在系統中加入150kWp太陽能光電系統倂接於三相橋式整流充電站和PWM整流充電站中,分析兩者之差異。再依據模擬系統等比例縮小之範例系統,將實作量測之數據與模擬結果進行比對。評估未來停靠站充電之可行性,相信可作為未來電動公車停靠充電站建置、評估與運轉之參考。


It is possible to set up a fast-charging power station in the driveway for electric buses. If there is a supercapacitor in an electric bus, when passengers get on or off the bus, the capacitor can be charged within twenty three seconds. Since the charger for electric bus is a nonlinear load, it may cause harmonic pollution and affect the quality of power. This research is to investigate harmonic pollution of stations. First, the math-model and control strategies of the three phase bridge full-wave rectifier and the PWM rectifier are discussed. Then, a DC/DC convertor that can charge the supercapacitor within twenty three seconds is implemented. Matlab/Simulink is used to construct a charging station model. A 150kWp photovoltaic generation system is also included in the simulation, and scaled down to build a sample system. Moreover, measuring data are compared with simulation results. Results can be used to evaluate the feasibility of building charging stations in bus stops.

摘要...............................................I ABSTRAC.........................................TII 誌謝.............................................III 目錄..............................................IV 圖目錄............................................VII 表目錄..............................................X 第一章 緒論..........................................1 1.1 研究背景與動機........................1 1.2 文獻回顧.............................4 1.3 研究方法與步驟........................5 1.4 論文架構.............................6 第二章 電動公車快速充電站與諧波概論.......................8 2.1 前言................................8 2.2 停靠站充電案例........................9 2.3 電動巴士和電動車充電站概述.............13 2.3.1 國內外電動車發展趨勢..........................13 2.3.2 諧波對電力系統的影響..........................17 2.3.3 電動車充電機相關標準..........................18 2.4 諧波定義及其相關標準..................21 2.4.1 美國IEEE諧波標準.............................22 2.4.2 日本諧波標準.................................23 2.4.3 台灣.......................................24 2.5 本章小結....................................25 第三章 儲能元件簡介與特性介紹...........................26 3.1 前言...............................26 3.2 蓄電池介紹..........................28 3.2.1 鉛酸蓄電池..................................29 3.2.2 鎳鎘電池....................................30 3.2.3 鎳氫電池....................................30 3.2.4 鋰離子電池...................................31 3.2.5 蓄電池綜合比較...............................32 3.3 鋰離子電池特性介紹....................32 3.4 超級電容特性介紹......................35 3.4.1 超級電容與蓄電池綜合比較.......................37 3.5 本章小結............................37 第四章 電動公車快速充電站之範例系統簡介與數學模型建立.......38 4.1 前言...............................38 4.2 快速充電站技術分類....................39 4.2.1 三相橋式整流充電站............................39 4.2.2 PWM整流充電站................................44 4.3 充電站建立模型模擬....................55 4.3.1 模擬情境1 (三相橋式整流充電站)..................58 4.3.2 模擬情境2 (PWM可控整流充電站)..................62 4.3.3 超級電容模型.................................68 4.3.4 DC/DC轉換器.................................71 4.3.5 太陽能發電...................................72 4.4 本章小結.............................77 第五章 範例系統電路架構與實測結果.........................79 5.1 前言.................................79 5.2 三相橋式整流部分.......................79 5.3 PWM整流部分...........................82 5.3.1 硬體電路設計...................................84 5.3.2 系統軟體規劃...................................88 5.4 DC/DC轉換器範例模型....................91 5.5 本章小結..............................94 第六章 結論與未來研究方向................................95 6.1 結論.................................95 6.2 未來研究方向..........................96 參考文獻.............................................97

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無法下載圖示 全文公開日期 2018/07/11 (校內網路)
全文公開日期 本全文未授權公開 (校外網路)
全文公開日期 本全文未授權公開 (國家圖書館:臺灣博碩士論文系統)
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