磁耦合谐振式电动汽车动态无线充电系统研究
发布时间：2021-03-31 17:54
传统化石能源短缺和环境污染日益严重,发展绿色智能交通成为当前热门的研究课题。在这样的形势下,电动汽车由于本身能耗低、污染小而成为解决交通和环境问题的重要手段。但如何快速安全地对其进行充电以及高额的初期投资成本等诸多问题阻碍了其市场化进程。动态无线充电技术可实现为电动汽车不间断地补充电能,因显著减少动力电池用量,具有广阔的应用前景。然而电动汽车动态无线充电系统中接收端偏移会导致供电功率剧烈波动,影响供电连续性和稳定性。本文以基于磁耦合谐振的线圈阵列式电动汽车动态无线充电系统为研究对象,针对上述问题,以提升系统传输功率和效率的稳定性为目标,从系统的供电结构、补偿网络、磁耦合机构设计、系统整体设计等方面进行研究。重点研究了LC-S谐振补偿网络的基本特性,通过合理的参数配置,可以使原边线圈恒流,不受互感和负载变化的影响。从平缓传输功率波动的角度,提出了基于LC-S补偿的双发射供电拓扑,通过理论分析证明当供电电压和负载保持恒定时,输出功率和效率均与收发线圈之间的耦合系数之和成正相关。利用耦合系数互为补偿的特点,从而能保证输出功率和效率基本稳定。利用Ansys Maxwell仿真软件对磁耦合机构进...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
充电桩充电方式
经济的重要途径，受到了世界范围内的重视，汽车的电气化也成为了未来发展的必然趋势。与传统的内燃机车相比较，电动汽车具有高性能和反应速度，从汽车级别来说无污染，传动装置简单以及更低的维护和驾驶成本等诸多优点。但是较高的初期投入成本续航里程有限、充电时间长及配套基础设施不完善等诸多问题阻碍了其推向市场[1-3]。这些问题的根源可以归结于充电问题，目前电动汽车充电主要依赖于充电桩，如图 1-1 所示，具体包括有线慢充和有线快充两种方式。有线慢充充电功率一般在 5~10kW，典型的充电时间为 5~8h，充电电流较小，对电网冲击小；有线快充充电功率一般大于 30kW，典型充电时间为 10~30 min，这种充电方式充电电流大，对车载电池和电网有较高的要求。综合看来，采用充电桩的有线充电方式，要求驻车充电，且充电电流大，其便捷性和安全性难以满足用户需求。而且有线充电的标准不统一，灵活性差，在雨雪等恶劣环境下的充电安全难以保障。另外一种快速补充电能的方法就是更换电池组，如 Tesla 公司在其 ModelS 上采用的方案是让电池可以快速地整体拆卸和更换，代价是需要建造大量的电池更换站，并且车载电池的标准很难统一。
华南理工大学硕士学位论文电动汽车静态充电方面已逐步实现商业化。由于初期建设成本较高、充电基础设施不完善、尚存在许多技术难题如怎样实现高效的大功率电力传输等诸多原因，电动汽车DWC 目前仍处于应用研究阶段，尚未大规模投入商业化使用。从事电动汽车无线充电研究的国外公司主要有 IPT Charge，高通（Qualcomm），WiTricity，特斯拉（Tesla）和庞巴迪（Bombardier）等，通过与科研机构合作将其研究成果逐步实现产品化。
【参考文献】：
期刊论文
[1]电动汽车无线充电系统研究综述[J]. 夏晨阳,赵书泽,杨颖,向付源. 广东电力. 2018(11)
[2]电磁耦合谐振式电能传输系统的线圈优化设计与验证[J]. 王禹潮,杨庆新,张献,邓双凡,李阳. 广东电力. 2018(11)
[3]基于LC/S补偿的电动汽车动态无线供电拓扑[J]. 曾庆奇,杨金明,吴飞,朱学珍. 广东电力. 2018(11)
[4]三线圈无线电能传输系统的恒压控制[J]. 杨金明,刘鹏航. 电力电子技术. 2018(05)
[5]适用于分段式动态无线充电的T型抗偏移补偿拓扑[J]. 赵锦波,蔡涛,段善旭,丰昊,张晓明. 电工技术学报. 2017(18)
[6]电动汽车动态无线充电系统特性的研究[J]. 郭彦杰,王丽芳,张俊智,张玉旺,张云. 汽车工程. 2017(06)
[7]基于移幅键控的磁耦合谐振式无线电能和信号同步传输方法[J]. 杨庆新,李阳,尹建斌,何亚伟,薛明. 电工技术学报. 2017(16)
[8]电动汽车移动式无线充电系统动态建模与特性分析[J]. 郭彦杰,王丽芳,李树凡,张玉旺,廖承林. 电力系统自动化. 2017(02)
[9]电动汽车无线充电技术研究与应用探讨[J]. 张鑫,贾二炬,范兴明. 电子技术应用. 2017(01)
[10]纯电动汽车结构与原理介绍[J]. 焦建刚. 汽车维修与保养. 2017(01)
博士论文
[1]分段式动态无线充电的抗偏移及中继接力方法研究[D]. 赵锦波.华中科技大学 2016
[2]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
硕士论文
[1]动态磁共振耦合无线电能传输系统的研究[D]. 谢兴琅.华南理工大学 2017
[2]协同工作模式下电动汽车动态耦合特性研究[D]. 吴晓康.天津工业大学 2017
本文编号：3111835
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
充电桩充电方式
经济的重要途径，受到了世界范围内的重视，汽车的电气化也成为了未来发展的必然趋势。与传统的内燃机车相比较，电动汽车具有高性能和反应速度，从汽车级别来说无污染，传动装置简单以及更低的维护和驾驶成本等诸多优点。但是较高的初期投入成本续航里程有限、充电时间长及配套基础设施不完善等诸多问题阻碍了其推向市场[1-3]。这些问题的根源可以归结于充电问题，目前电动汽车充电主要依赖于充电桩，如图 1-1 所示，具体包括有线慢充和有线快充两种方式。有线慢充充电功率一般在 5~10kW，典型的充电时间为 5~8h，充电电流较小，对电网冲击小；有线快充充电功率一般大于 30kW，典型充电时间为 10~30 min，这种充电方式充电电流大，对车载电池和电网有较高的要求。综合看来，采用充电桩的有线充电方式，要求驻车充电，且充电电流大，其便捷性和安全性难以满足用户需求。而且有线充电的标准不统一，灵活性差，在雨雪等恶劣环境下的充电安全难以保障。另外一种快速补充电能的方法就是更换电池组，如 Tesla 公司在其 ModelS 上采用的方案是让电池可以快速地整体拆卸和更换，代价是需要建造大量的电池更换站，并且车载电池的标准很难统一。
华南理工大学硕士学位论文电动汽车静态充电方面已逐步实现商业化。由于初期建设成本较高、充电基础设施不完善、尚存在许多技术难题如怎样实现高效的大功率电力传输等诸多原因，电动汽车DWC 目前仍处于应用研究阶段，尚未大规模投入商业化使用。从事电动汽车无线充电研究的国外公司主要有 IPT Charge，高通（Qualcomm），WiTricity，特斯拉（Tesla）和庞巴迪（Bombardier）等，通过与科研机构合作将其研究成果逐步实现产品化。
【参考文献】：
期刊论文
[1]电动汽车无线充电系统研究综述[J]. 夏晨阳,赵书泽,杨颖,向付源. 广东电力. 2018(11)
[2]电磁耦合谐振式电能传输系统的线圈优化设计与验证[J]. 王禹潮,杨庆新,张献,邓双凡,李阳. 广东电力. 2018(11)
[3]基于LC/S补偿的电动汽车动态无线供电拓扑[J]. 曾庆奇,杨金明,吴飞,朱学珍. 广东电力. 2018(11)
[4]三线圈无线电能传输系统的恒压控制[J]. 杨金明,刘鹏航. 电力电子技术. 2018(05)
[5]适用于分段式动态无线充电的T型抗偏移补偿拓扑[J]. 赵锦波,蔡涛,段善旭,丰昊,张晓明. 电工技术学报. 2017(18)
[6]电动汽车动态无线充电系统特性的研究[J]. 郭彦杰,王丽芳,张俊智,张玉旺,张云. 汽车工程. 2017(06)
[7]基于移幅键控的磁耦合谐振式无线电能和信号同步传输方法[J]. 杨庆新,李阳,尹建斌,何亚伟,薛明. 电工技术学报. 2017(16)
[8]电动汽车移动式无线充电系统动态建模与特性分析[J]. 郭彦杰,王丽芳,李树凡,张玉旺,廖承林. 电力系统自动化. 2017(02)
[9]电动汽车无线充电技术研究与应用探讨[J]. 张鑫,贾二炬,范兴明. 电子技术应用. 2017(01)
[10]纯电动汽车结构与原理介绍[J]. 焦建刚. 汽车维修与保养. 2017(01)
博士论文
[1]分段式动态无线充电的抗偏移及中继接力方法研究[D]. 赵锦波.华中科技大学 2016
[2]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
硕士论文
[1]动态磁共振耦合无线电能传输系统的研究[D]. 谢兴琅.华南理工大学 2017
[2]协同工作模式下电动汽车动态耦合特性研究[D]. 吴晓康.天津工业大学 2017
本文编号：3111835
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