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    V2H-PV 直流模拟器

    青铜3级项目

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    发布时间:2025.10.16 截止时间:
    行业分类:汽车电子 技术分类:
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      2025.10.16
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    1) 范围与产品定位

    本工程方案严格不涉及V2G并网/并离网功能与相关认证,仅聚焦两部分:
    ① 车端“充放电一体接口”模块(合作方供货):在同一物理端口实现交流充电(AC→车)与直流放电(车→DC)的安全切换与互锁;
    ② 我们的“PV直流模拟器”模块:将车端直流经隔离DC/DC与I-V曲线仿真后,输出到常规组串逆变器的PV端,并通过零反送控制避免向电网倒灌。

    2) 系统总体架构(功能块)

    [充放电一体接口(AC charge / DC discharge)]  →  [车端直流DC]  →  [隔离DC/DC + I-V曲线发生器]  →  [直流接触器/预充/IMD]  →  [PV端口(200–900Vdc)]  →  [并网逆变器PV端]  →  [家庭负载]

    3) 边界声明(明确不做)

    • 不做V2G并网/孤岛供电/并离网切换与认证;
    • 不做车端双向协议栈(CCS-ISO15118-20/CHAdeMO的并网条目);
    • 不做家用微网主从控制;
    • 不提供逆变器备电口的离网供电方案。

    4) 与光伏逆变器的兼容点

    • I-V曲线仿真:提供Voc/Isc/Vmpp/Impp,dI/dV<0,支持多模板;
    • MPPT扰动适配:毫秒级响应,单峰曲线,避免误判;
    • 启动/日落行为:可编程Voc先行与电流斜率;
    • 漏电/对地电容:可调共模电容与泄放网络,通过自检;
    • AFCI协同:纹波频谱规避;
    • 必要时预留RSD触发接口(法规地区)。

    5) 电气指标(V1样机建议,3.5kW)

    • 车端直流输入:250–430Vdc(V2可扩至800V),最大20–25A;
    • PV输出窗口:200–900Vdc可调;最大10–12A;
    • 纹波/动态:≤1%rms,扰动响应<5ms;
    • 效率:≥94%(SiC优先);
    • 绝缘:≥3.0kVdc,加强绝缘;
    • EMC:CISPR 11/32 A类预指标;
    • 散热:3.5kW风冷;工作温度:-20~+50°C。

    6) 安全与合规(与V2G无关)

    • 产品安全:参考IEC/EN 62109-1/-2(以PV电源/组件模拟器为对标对象);
    • 绝缘监测IMD:IEC 61557-8;
    • 接触器/预充:双切+焊粘检测,带放电回路;
    • 并网合规:由既有并网逆变器承担(本产品仅在直流侧)。

    7) 关键硬件设计要点

    • 隔离DC/DC:移相全桥/LLC,SiC器件;
    • I-V发生器:LUT+单二极管模型;
    • PV等效网络:可切换共模电容/泄放电阻;
    • 保护:熔断/TVS/浪涌/反接;
    • 互锁与预充:机械+电子;
    • 接口:MC4兼容、急停、RSD触发、CT/表计输入。

    8) 关键软件/控制策略

    • 三环控制:I-V外环/电流PI/移相内环;
    • MPPT适配:扫描频率识别与斜率限制;
    • 场景:日出/日落斜率、阴影扰动;
    • 零反送闭环:CT或智能电表采样P_grid,输出功率限幅至≈0;
    • 安全状态机:Ready→Precharge→Voc→Current Enable→Run;故障→关断。

    9) 充放电一体接口(合作方)

    • 功能:同一物理端口实现AC充电与DC放电的安全切换;
    • 互锁:物理互锁+电子互锁,防带载切换;
    • 预充:软启动抑制浪涌;
    • 通信:向我方设备提供SoC与允许功率(干接点/CAN择一);
    • 合规:满足当地插拔与安全要求(不涉并网认证)。

    10) 原型验证计划(不含V2G)

    1) 台架:使用商用PV模拟电源记录目标逆变器启动/MPPT行为;
    2) 功率样机:3.5kW DC/DC+I-V算法板卡,联调单台逆变器;
    3) 安全与失效:短/开路、热插拔误操作、IMD故障注入、AFCI误报验证;
    4) 系统联调:充放一体接口→我方设备→逆变器PV端→家庭;
    5) 现场试点:1周数据采集与零反送稳定性验证。


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