电动汽车动态充电系统发射导轨建模与优化
发布时间：2020-12-22 05:19
自全球环境问题越来越严峻,新能源技术产业的开发已经早早提上议程,而在汽车行业,各国已经制定停售燃油汽车的时间表?对电动汽车的研究目前已经备受瞩目,由于电动汽车使用传统的电线连接方式充电,存在着充电时间长、充电方式繁琐、雨雪环境下存在安全隐患以及充电头易损坏等问题,因此相关专家学者提出使用无线电能传输的方式给电动汽车充电,为电动汽车充电领域提出了一种新的解决思路。使用磁耦合无线电能传输技术对电动汽车充电成为首选的方案,在电动汽车无线充电系统中,电磁耦合机构的设计研究异常关键,关系着整个系统的传输功率、传输效率等参数。然而,目前国内外对该系统电磁耦合机构的研究表明,发射导轨以短导轨级联更具优势,以传统圆形结构、矩形结构作为发射导轨的电动汽车动态充电系统在导轨切换过程中存在着功率跌落问题,基于此现象,本文对相应的发射导轨在导轨切换状态下的电磁特性进行了相关研究,对两种结构下切换域的磁场强度、原副边等效互感进行理论建模和推导,进而得到影响切换域电磁耦合机构耦合度降低的相关因素。针对影响切换域下耦合线圈耦合性能降低的相关因素,本文提出一种新型的发射导轨结构,基于电磁场仿真软件分析该导轨结构的特性...
【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
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
DDP型和BPP型线圈结构及拾取功率跌落图[28~30]
1绪论3发射导轨之间存在耦合降低的问题，导致拾取功率低下等问题。为保证输出电压稳定的给电池负载充电，奥克兰大学提出拾取端功率控制思想，在拾取端加入5kW的功率补给，检测充电电压降低时及时提供额外功率，维持充电电压的相对稳定。从图1.2（c）可看出，奥克兰大学加入功率控制的系统，其输出功率为10kW时，导轨切换下输出功率最小为6kW，功率低落比为40%。(a)(b)(c)图1.2DDP型和BPP型线圈结构及拾取功率跌落图[28~30]Fig1.2DDPandBPPtypemagneticcouplercoilstructuresandpickuppowerdropdiagram美国橡树岭国家实验室则在电动汽车动态无线充电上重点研究了同等距离下车速和发射线圈铺设关系，在2013至2016年先后实现了3.3kW至12kW的功率传输[31~33]，该研究机构发射线圈铺设方式见图1.3所示，由于发射导轨线圈之间的空隙大于其线圈长度，因此在电动汽车动态充电时总是拾取功率反复波动，在导轨切换状态下功率跌落比达100%。图1.3ORNL发射线圈铺设方式实物图和示意图[31-32]Fig.1.3TwotransmitcoilstructuresofORNL
1绪论3发射导轨之间存在耦合降低的问题，导致拾取功率低下等问题。为保证输出电压稳定的给电池负载充电，奥克兰大学提出拾取端功率控制思想，在拾取端加入5kW的功率补给，检测充电电压降低时及时提供额外功率，维持充电电压的相对稳定。从图1.2（c）可看出，奥克兰大学加入功率控制的系统，其输出功率为10kW时，导轨切换下输出功率最小为6kW，功率低落比为40%。(a)(b)(c)图1.2DDP型和BPP型线圈结构及拾取功率跌落图[28~30]Fig1.2DDPandBPPtypemagneticcouplercoilstructuresandpickuppowerdropdiagram美国橡树岭国家实验室则在电动汽车动态无线充电上重点研究了同等距离下车速和发射线圈铺设关系，在2013至2016年先后实现了3.3kW至12kW的功率传输[31~33]，该研究机构发射线圈铺设方式见图1.3所示，由于发射导轨线圈之间的空隙大于其线圈长度，因此在电动汽车动态充电时总是拾取功率反复波动，在导轨切换状态下功率跌落比达100%。图1.3ORNL发射线圈铺设方式实物图和示意图[31-32]Fig.1.3TwotransmitcoilstructuresofORNL
【参考文献】：
期刊论文
[1]全球电动汽车发展现状及未来趋势[J]. 罗艳托,汤湘华. 国际石油经济. 2018(07)
[2]基于LCC的磁谐振无线电能传输发射端补偿技术[J]. 高键鑫,吴旭升,高嵬,彭威. 电工技术学报. 2016(S1)
[3]电动汽车动态充电中耦合结构研究及其效率分析[J]. 吴晓康,杨庆新,张献,祝丽花,娄贵鑫. 电工电能新技术. 2016(09)
[4]应用于无线电能传输的Litz线平面矩形螺旋线圈高频电阻计算[J]. 邓其军,刘姜涛,陈诚,蒋燕,周洪. 电工技术学报. 2016(11)
[5]磁耦合谐振式无线电能传输系统最大功率效率点分析与实验验证[J]. 李阳,张雅希,杨庆新,闫卓,张献,薛明,杨晓博. 电工技术学报. 2016(02)
[6]电动汽车无线充电时的电磁环境及安全评估[J]. 陈琛,黄学良,谭林林,闻枫,王维. 电工技术学报. 2015(19)
[7]含电动汽车无线充电的配电网可靠性评估[J]. 李海娟,黄学良,陈中,徐云鹏,张齐东,荆彧. 电工技术学报. 2015(S1)
[8]用于电动汽车动态供电的多初级绕组并联无线电能传输技术[J]. 宋凯,朱春波,李阳,郭尧,姜金海,张剑韬. 中国电机工程学报. 2015(17)
[9]基于LCL补偿的多负载移动式感应非接触电能传输系统[J]. 邹爱龙,王慧贞,华洁. 中国电机工程学报. 2014(24)
[10]电动大巴动力电池组的谐振分组式无线充电[J]. 宋显锦,刘国强,张超,夏慧,张瑞华,徐小宇. 电工技术学报. 2013(S2)
博士论文
[1]电动汽车无线供电电磁耦合机构能效特性及优化方法研究[D]. 胡超.重庆大学 2015
[2]基于分段导轨模式的电动车无线供电技术关键问题研究[D]. 田勇.重庆大学 2012
[3]基于ICPT的无线电能传输网关键技术研究[D]. 杨芳勋.重庆大学 2012
[4]基于电磁感应原理的水下非接触式电能传输技术研究[D]. 李泽松.浙江大学 2010
硕士论文
[1]电动汽车ICPT供电系统耦合线圈的研究[D]. 张帅.重庆大学 2016
[2]应用于电动汽车无线充电系统的结构优化及控制策略研究[D]. 郭宗芝.哈尔滨工业大学 2015
[3]基于多级导轨模式电动汽车不停车供电系统研究[D]. 单浩.重庆大学 2015
[4]电动汽车无线供电系统磁耦合机构研究[D]. 李云龙.重庆大学 2014
本文编号：2931203
【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
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
DDP型和BPP型线圈结构及拾取功率跌落图[28~30]
1绪论3发射导轨之间存在耦合降低的问题，导致拾取功率低下等问题。为保证输出电压稳定的给电池负载充电，奥克兰大学提出拾取端功率控制思想，在拾取端加入5kW的功率补给，检测充电电压降低时及时提供额外功率，维持充电电压的相对稳定。从图1.2（c）可看出，奥克兰大学加入功率控制的系统，其输出功率为10kW时，导轨切换下输出功率最小为6kW，功率低落比为40%。(a)(b)(c)图1.2DDP型和BPP型线圈结构及拾取功率跌落图[28~30]Fig1.2DDPandBPPtypemagneticcouplercoilstructuresandpickuppowerdropdiagram美国橡树岭国家实验室则在电动汽车动态无线充电上重点研究了同等距离下车速和发射线圈铺设关系，在2013至2016年先后实现了3.3kW至12kW的功率传输[31~33]，该研究机构发射线圈铺设方式见图1.3所示，由于发射导轨线圈之间的空隙大于其线圈长度，因此在电动汽车动态充电时总是拾取功率反复波动，在导轨切换状态下功率跌落比达100%。图1.3ORNL发射线圈铺设方式实物图和示意图[31-32]Fig.1.3TwotransmitcoilstructuresofORNL
1绪论3发射导轨之间存在耦合降低的问题，导致拾取功率低下等问题。为保证输出电压稳定的给电池负载充电，奥克兰大学提出拾取端功率控制思想，在拾取端加入5kW的功率补给，检测充电电压降低时及时提供额外功率，维持充电电压的相对稳定。从图1.2（c）可看出，奥克兰大学加入功率控制的系统，其输出功率为10kW时，导轨切换下输出功率最小为6kW，功率低落比为40%。(a)(b)(c)图1.2DDP型和BPP型线圈结构及拾取功率跌落图[28~30]Fig1.2DDPandBPPtypemagneticcouplercoilstructuresandpickuppowerdropdiagram美国橡树岭国家实验室则在电动汽车动态无线充电上重点研究了同等距离下车速和发射线圈铺设关系，在2013至2016年先后实现了3.3kW至12kW的功率传输[31~33]，该研究机构发射线圈铺设方式见图1.3所示，由于发射导轨线圈之间的空隙大于其线圈长度，因此在电动汽车动态充电时总是拾取功率反复波动，在导轨切换状态下功率跌落比达100%。图1.3ORNL发射线圈铺设方式实物图和示意图[31-32]Fig.1.3TwotransmitcoilstructuresofORNL
【参考文献】：
期刊论文
[1]全球电动汽车发展现状及未来趋势[J]. 罗艳托,汤湘华. 国际石油经济. 2018(07)
[2]基于LCC的磁谐振无线电能传输发射端补偿技术[J]. 高键鑫,吴旭升,高嵬,彭威. 电工技术学报. 2016(S1)
[3]电动汽车动态充电中耦合结构研究及其效率分析[J]. 吴晓康,杨庆新,张献,祝丽花,娄贵鑫. 电工电能新技术. 2016(09)
[4]应用于无线电能传输的Litz线平面矩形螺旋线圈高频电阻计算[J]. 邓其军,刘姜涛,陈诚,蒋燕,周洪. 电工技术学报. 2016(11)
[5]磁耦合谐振式无线电能传输系统最大功率效率点分析与实验验证[J]. 李阳,张雅希,杨庆新,闫卓,张献,薛明,杨晓博. 电工技术学报. 2016(02)
[6]电动汽车无线充电时的电磁环境及安全评估[J]. 陈琛,黄学良,谭林林,闻枫,王维. 电工技术学报. 2015(19)
[7]含电动汽车无线充电的配电网可靠性评估[J]. 李海娟,黄学良,陈中,徐云鹏,张齐东,荆彧. 电工技术学报. 2015(S1)
[8]用于电动汽车动态供电的多初级绕组并联无线电能传输技术[J]. 宋凯,朱春波,李阳,郭尧,姜金海,张剑韬. 中国电机工程学报. 2015(17)
[9]基于LCL补偿的多负载移动式感应非接触电能传输系统[J]. 邹爱龙,王慧贞,华洁. 中国电机工程学报. 2014(24)
[10]电动大巴动力电池组的谐振分组式无线充电[J]. 宋显锦,刘国强,张超,夏慧,张瑞华,徐小宇. 电工技术学报. 2013(S2)
博士论文
[1]电动汽车无线供电电磁耦合机构能效特性及优化方法研究[D]. 胡超.重庆大学 2015
[2]基于分段导轨模式的电动车无线供电技术关键问题研究[D]. 田勇.重庆大学 2012
[3]基于ICPT的无线电能传输网关键技术研究[D]. 杨芳勋.重庆大学 2012
[4]基于电磁感应原理的水下非接触式电能传输技术研究[D]. 李泽松.浙江大学 2010
硕士论文
[1]电动汽车ICPT供电系统耦合线圈的研究[D]. 张帅.重庆大学 2016
[2]应用于电动汽车无线充电系统的结构优化及控制策略研究[D]. 郭宗芝.哈尔滨工业大学 2015
[3]基于多级导轨模式电动汽车不停车供电系统研究[D]. 单浩.重庆大学 2015
[4]电动汽车无线供电系统磁耦合机构研究[D]. 李云龙.重庆大学 2014
本文编号：2931203
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