电动汽车MC-WPT系统耦合机构抗偏移特性研究及参数设计

发布时间：2020-12-14 06:01

　　近年来,无线电能传输（Wireless Power Transfer-WPT）技术成为国内外研究热点,并逐渐在军事、医疗、智能家居和汽车等行业得到推广和应用。其中磁场耦合无线电能传输（Magnetic Coupled Wireless Power Transfer,MC-WPT）技术具有传输距离远,效率高,对周围环境辐射小等特点,其为电动汽车提供了一种新的充电方式。在电动汽车MC-WPT系统实际应用中,当汽车停驻到充电位置时,由于驾驶员人为操作具有不确定性,因此存在车辆底盘内的拾取端和地面电能发射端发生偏移的情况,这会降低系统的输出功率和效率,延长充电时间并且增加损耗,情况严重时甚至会使系统无法正常工作。故需要提升耦合机构的抗偏移能力,保证系统在原副边发生偏移时仍具有稳定的传输性能。针对上述问题,本文旨在对MC-WPT系统的磁耦合机构进行设计,提升耦合机构抗偏移性能和效率。为减小系统发生偏移时拾取端负载变化对原边的影响,本文选用SS型补偿网络,并对系统进行建模,分析互感、耦合系数、品质因数对系统功率和效率的影响。对常用耦合线圈结构进行比较,由此确定圆-圆形线圈结构,并探究线圈半径与互感... 

【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

CNFP线圈3D与2D结构示意图

抗偏移

重庆大学硕士学位论文6(c)DDQ型线圈(d)DD-DDQ线圈结构图1.5抗偏移耦合机构Fig.1.5Anti-misaligmentcouplingmechanism随后为了节省铜线用量，BoysJohn教授团队又在文献[41]提出了如图1.6(a)所示的BBP型线圈结构。与DDQ型线圈相比较，BBP型线圈铜线用量更少，横向偏移20cm时仍满足系统功率需求，但同时也对整流器和控制器提出了更高的要求，需要更高的成本。文献[43]提出如图1.6(b)所示的耦合机构主要通过对磁芯结构设计和优化和明显改善了磁通路径，以确保更多的磁通量穿过电能拾取端，也减少了用线量。该耦合机构虽具有较好的耦合特性且系统成本较低，但是其只在某一特定方向具有较强的的抗偏移性能，此外因其使用的磁芯体积大，导致耦合机构重量重。(a)BBP线圈结构(b)磁芯结构优化耦合机构实物图图1.6减少铜线量的耦合机构Fig.1.6CouplingMechanismforreducecopperwireconsumption加入磁芯可以提升耦合特性，但也会增加耦合机构重量，而且受到重压的磁性材料有可能碎裂，降低系统稳定性。如图1.7所示的无磁芯耦合机构[42-44]具有重量轻、系统稳定性高等优点。图1.7(a)所示的长方体型耦合线圈结构周围磁场均匀，但会因长方体耦合线圈的高度会降低实际传输距离。如图1.7(b)所示的DD


本文编号：2915949