电动汽车无线充电系统负载特性研究

发布时间：2017-09-19 06:03

  本文关键词：电动汽车无线充电系统负载特性研究

  更多相关文章： 电动汽车无线充电 磷酸铁锂电池 负载特性 频率跟踪补偿

【摘要】：随着全球能源短缺和环境恶化,电动汽车因环保、节能、低碳等优势而得以快速发展,而无线电能传输技术对于电动汽车来说是一个新型充电方式,相对于传统有线充电方式,电动汽车无线充电具有安全可靠、供电方式灵活、无接触火花等诸多优点,具有良好的市场应用前景。本文以无线充电系统高效稳定供电为研究目的,对电动汽车动力电池的负载特性变化进行研究,搭建了一套电动汽车无线充电样机对锂电池进行高效充电,全文主要内容如下：本文首先介绍了电动汽车无线充电的研究背景及意义,详细阐述了目前国内外电动汽车无线充电技术的研究状况,并指出目前该技术存在的瓶颈问题。其次,本文以电路互感理论为基础对磁耦合谐振式电动汽车无线充电技术进行建模分析,建立了SS拓扑结构下电动汽车无线充电系统输出功率与传输效率模型,并对谐振线圈进行参数优化分析,对不同负载接入系统模型的影响展开分析。然后针对电动汽车无线充电时负载参数的实时变化,以磷酸铁锂电池为研究目标,对其充电时的负载特性(电池SOC、开路电压、等效外电阻)进行研究分析,得出其变化规律,并以此建立准确的电池模型,针对负载参数实时变化会导致无线充电系统的失谐,提出了基于负载实时变化的频率跟踪补偿控制方案并搭建仿真模型进行理论验证。最后,以磷酸铁锂电池为负载搭建了一套电动汽车无线充电样机,系统电源采用全桥逆变结构,可实现频率调节和移相调压功能；频率跟踪补偿控制方案采用CD4046芯片实现频率跟踪补偿；整流稳压装置采用BOOST-BUCK电路,可为锂电池进行稳定供电；通过无线充电实验验证了锂电池的最优充电范围,并通过系统电源输出波形频率变化验证了频率跟踪补偿控制方案的可行性。
【关键词】：电动汽车无线充电 磷酸铁锂电池 负载特性 频率跟踪补偿
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM910.6;U469.72
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 绪论8-18
• 1.1 课题的研究背景和意义8-9
• 1.2 无线电能传输技术实现方式9-12
• 1.3 电动汽车无线电能传输技术发展状况12-15
• 1.3.1 国内外研究现状12-14
• 1.3.2 目前存在的问题14-15
• 1.4 论文研究目的及主要内容15-18
• 第2章 电动汽车无线充电系统建模分析18-32
• 2.1 电动汽车无线充电系统构成及原理分析18-19
• 2.2 电路互感理论建模与线圈互感因素分析19-25
• 2.2.1 系统互感理论建模分析19-22
• 2.2.2 谐振线圈参数优化分析22-25
• 2.3 不同负载接入对系统影响分析25-30
• 2.3.1 纯阻性负载26-27
• 2.3.2 非纯阻性负载27-28
• 2.3.3 系统实验28-30
• 2.4 本章小结30-32
• 第3章 电动汽车磷酸铁锂电池负载特性研究分析32-46
• 3.1 磷酸铁锂电池充电特性研究分析32-39
• 3.1.1 容量特性研究分析32-36
• 3.1.2 开路电压研究分析36-37
• 3.1.3 等效内阻特性研究分析37-39
• 3.2 磷酸铁锂电池等效电路模型建立及仿真分析39-41
• 3.2.1 磷酸铁锂电池等效电路模型建立39-40
• 3.2.2 模型参数辨识40
• 3.2.3 锂电池充电模型及其仿真40-41
• 3.3 基于负载变化的频率跟踪补偿控制方案41-44
• 3.4 本章小结44-46
• 第4章 电动汽车无线充电系统搭建与实验测试46-60
• 4.1 电动汽车无线充电系统设计方案46-47
• 4.2 系统高频逆变电源设计47-50
• 4.2.1 主电路结构47
• 4.2.2 控制电路设计47-49
• 4.2.3 驱动电路设计49-50
• 4.2.4 逆变电源电路总体设计50
• 4.3 系统频率跟踪补偿电路设计50-52
• 4.4 系统整流稳压电路设计52-55
• 4.4.1 DC/DC转换器的选择52-53
• 4.4.2 BOOS-BUCK电路设计分析53-54
• 4.4.3 保护电路设计54-55
• 4.5 磷酸铁锂电池实验测试分析55-57
• 4.6 本章小结57-60
• 第5章 总结与展望60-62
• 5.1 全文主要工作总结60
• 5.2 研究工作展望60-62
• 参考文献62-66
• 致谢66-68
• 作者攻读硕士学位期间取得的研究成果68

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