磁耦合谐振式电动汽车无线充电模型研究

发布时间：2017-09-23 07:42

  本文关键词：磁耦合谐振式电动汽车无线充电模型研究

  更多相关文章： 磁耦合谐振 电动汽车 无线充电

【摘要】：随着电动汽车产业的大规模推广及商业化,电动汽车充电成为制约其发展的主要因素,大规模的充电站将会占用比较多的城市用地,多辆汽车同时充电时可能会对工频电网造成一定的影响。近年来兴起的磁耦合谐振式无线电能传输技术能够实现对动力电池的无线充电,既可以对电动汽车用动力电池进行停车位的静止定点充电,又可以在行驶途中边走边充电,因此电动汽车无线充电技术的研究将会推动电动汽车的发展。本文主要对无线充电的电动汽车进行建模研究,分别对高频逆变电源、谐振耦合机构、整流稳压模块以及动力电池进行建模仿真,并对谐振耦合机构进行了优化设计。首先介绍了电动汽车的发展现状及推广过程中存在的瓶颈问题,对国内外关于电动汽车无线充电方面的研究进展和成果进行了总结,并对电动汽车动力电池的研究现状进行了简单介绍。其次分析了电动汽车进行磁耦合谐振式无线供电系统的模型拓扑；分别从高频逆变电源系统的选型与仿真、谐振线圈系统的电路模型分析与仿真以及动力电池的充电特性测试与仿真方面进行阐述和分析,为后续研究奠定了基础。针对磁耦合谐振系统应用于电动汽车充电的具体情况,对不同的形状的谐振机构进行有限元仿真,通过仿真分析其各自的电磁场分布特点,最终选择双螺旋式谐振耦合结构作为电动汽车无线充电的耦合机构,并对其自感、内阻和互感等进行分析计算,分析设计适用于电动汽车的双螺旋线圈几何参数。最后分析设计整流稳压电路,对高频交流电进行整流稳压处理,使得其满足系统对动力电池进行恒压充电的要求,并利用仿真软件对铅酸动力电池的充电过程进行仿真,搭建电动汽车无线充电系统并对模型分析进行验证。
【关键词】：磁耦合谐振 电动汽车 无线充电
【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】：U469.72;TM910.6
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 绪论8-18
• 1.1 电动汽车的发展状况与趋势8-10
• 1.2 电动汽车无线充电技术的国内外研究现状10-14
• 1.2.1 国内研究现状10-11
• 1.2.2 国外研究现状11-14
• 1.3 电动汽车动力电池的研究现状14-16
• 1.3.1 铅酸蓄电池14-15
• 1.3.2 锂离子电池15
• 1.3.3 燃料电池15
• 1.3.4 镍镉、镍氢电池15-16
• 1.4 本文的主要内容16
• 1.5 本章小结16-18
• 第2章 磁耦合谐振式电动汽车无线充电系统分析18-38
• 2.1 电动汽车磁耦合谐振式无线充电系统基本组成18-19
• 2.2 高频电源的选型与模型分析19-24
• 2.2.1 全桥拓扑式高频电源19-20
• 2.2.2 自激振荡式高频电源20
• 2.2.3 E类高频谐振式20-22
• 2.2.4 E类双管高频逆变电源22
• 2.2.5 高频逆变电源仿真分析22-24
• 2.3 谐振系统电路模型分析24-29
• 2.3.1 谐振电路分析24-27
• 2.3.2 谐振系统电路模型分析27-29
• 2.4 磁耦合谐振电能传输系统建模分析29-31
• 2.5 电动汽车铅酸蓄电池特性分析及建模31-36
• 2.5.1 铅酸蓄电池开路电压与SOC之间的关系32-33
• 2.5.2 铅酸蓄电池直流内阻与SOC之间的关系33-34
• 2.5.3 铅酸蓄电池仿真模型的建立34-36
• 2.6 本章小结36-38
• 第3章 电动汽车无线充电线圈设计与优化分析38-54
• 3.1 典型谐振系统分析38-45
• 3.1.1 平面盘式谐振系统38-41
• 3.1.2 空间螺旋式谐振系统41-45
• 3.2 多负载型谐振结构45-47
• 3.3 双螺旋谐振器的线圈模型分析47-53
• 3.3.1 高频下线圈模型48-49
• 3.3.2 线圈参数分析49-51
• 3.3.3 谐振线圈参数对系统的影响51-52
• 3.3.3.1 线圈几何尺寸对系统的影响51
• 3.3.3.2 两线圈间距对系统的影响51
• 3.3.3.3 频率对系统的影响51-52
• 3.3.4 螺旋线圈优化设计52-53
• 3.4 本章小结53-54
• 第4章 电动汽车整流稳压电路分析与设计54-66
• 4.1 电动汽车整流电路分析54-56
• 4.1.1 单向半波式整流54-55
• 4.1.2 单向桥式整流55-56
• 4.2 滤波56-58
• 4.3 直流变换电路的分析与选择58-62
• 4.3.1 基本直流变换电路分析58-60
• 4.3.2 直流变换电路的设计60-61
• 4.3.3 LC滤波设计61-62
• 4.4 电动汽车动力电池充电仿真模型62-64
• 4.5 本章小结64-66
• 第5章 系统实验研究66-72
• 5.1 实验系统设计66-68
• 5.2 实验研究68-70
• 5.3 本章小结70-72
• 第6章 总结与展望72-74
• 6.1 全文总结72
• 6.2 展望72-74
• 致谢74-76
• 参考文献76-78

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 赵清,徐衍亮,安忠良,许家群,齐瑞贵;电动汽车的发展与环境保护[J];沈阳工业大学学报;2000年05期

2 章超,易家玉;全球电动汽车发展迅猛[J];大众用电;2000年09期

3 章超;开发电动汽车市场前景广阔[J];大众用电;2000年09期

4 ;戴-克公司第四代电动汽车[J];重型汽车;2000年04期

5 ;电动汽车是中国汽车业赶超发达国家的重要切入点[J];电器工业;2001年12期

6 徐新明;环保电动汽车时代谁执牛耳[J];发明与革新;2001年04期

7 焦庆丰;电动汽车前景广阔[J];大众用电;2001年03期

8 刘茂理;云南需要电动汽车[J];云南交通科技;2001年01期

9 丛晓杰;电动汽车:推动世界的绿色动力[J];中国石油;2001年09期

10 豪彦;21世纪世界汽车工业发展趋势(三)——电动汽车[J];汽车与配件;2001年Z1期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 宋翔;;电动汽车是未来的趋势[A];重庆汽车工程学会2008年学术会议论文集[C];2008年

2 贾爱芹;;浅谈电动汽车推广的实现途径[A];第六届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集[C];2009年

3 张梦洁;田令;;电动汽车的发展现状及趋势研究[A];第三届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集[C];2006年

4 伦景光;;电动汽车在中国的发展前景[A];科技进步与学科发展——“科学技术面向新世纪”学术年会论文集[C];1998年

5 张梦洁;田令;;电动汽车的发展现状及趋势研究[A];第三届河南省汽车工程科技学术研讨会暨2006年省汽学会理事会议资料[C];2006年

6 张炳力;赵韩;;贯彻“汽车新政”加快安徽电动汽车工业的发展[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年

7 张杰;;电动汽车发展需要更多“绿灯”[A];西南汽车信息：2013年第7期（总第328期）[C];2013年

8 姚勇;刘林生;顾健辉;陈林;李科江;赵晓;;电动汽车发展对配电网的影响及对策[A];2013年中国电机工程学会年会论文集[C];2013年

9 蒋惠琴;欧万彬;鲍健强;叶瑞克;;电动汽车:引领城市低碳交通的未来[A];生态城市建设与生态危机管理——中国未来研究会2010年学术年会论文集[C];2010年

10 李晓勤;鲁植雄;逄小凤;;浅述电动汽车的研究现状与发展趋势[A];江苏省汽车工程学会第九届学术年会论文集[C];2010年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 本报记者陈兴安;电动汽车引领奥运时尚[N];中国经营报;2002年

2 贾俊国;公司推动电动汽车发展试点实施方案座谈会在上海召开[N];国家电网报;2007年

3 孙逢春;助推电动汽车发展意义重大[N];国家电网报;2007年

4 本报记者 葛胜征;奥运会 世博会重点采购电动汽车[N];政府采购信息报;2007年

5 本报记者 刘辉邋李层;发展电动汽车 国网抢得先机[N];中国电力报;2007年

6 记者 张静;电动汽车产业发展论坛召开[N];经济日报;2009年

7 孙萌萌;工信部召集各方落实电动汽车政策[N];人民政协报;2009年

8 本报实习记者 杨冬;电动汽车能否顺利驶入“产业化时代”[N];中国知识产权报;2009年

9 柯芸;应加快建立电动汽车研发支撑体系[N];中国高新技术产业导报;2008年

10 本报记者 张凤宇;电动汽车中国汽车业的新机遇[N];中国信息报;2001年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 胡超;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];重庆大学;2015年

2 张虹;考虑电动汽车聚合站的主动配电网动态优化调度[D];华北电力大学;2015年

3 宋世欣;分布式驱动电动汽车控制策略及硬件在环实验研究[D];吉林大学;2015年

4 张迪;电动汽车充\换电设施选址模型研究[D];华中科技大学;2015年

5 徐浩;面向规模化电动汽车入网的充电站布局优化及有序充电策略研究[D];华中科技大学;2015年

6 张斌;电动汽车永磁同步驱动电机电磁热设计研究[D];华中科技大学;2015年

7 方支剑;计及电池与电网影响的电动汽车充换电控制[D];华中科技大学;2015年

8 邵艾博（Khalid,Muhammad Shoaib）;可再生能源和电动汽车一体化管理对多模微电网稳定性的影响分析[D];华中科技大学;2015年

9 刘瑜俊;电动汽车储能特性及其配置方法研究[D];东南大学;2015年

10 强浩;计及无线充电的电动汽车对电网的影响研究[D];东南大学;2015年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 寇凌峰;电动汽车大规模接入对电网的影响分析[D];华北电力大学（北京）;2011年

2 黄润;电动汽车入网对电网负荷影响的研究[D];上海交通大学;2012年

3 杨俊秋;电动汽车充放电容量预测及控制策略的优化研究[D];北京交通大学;2012年

4 薛红红;电动汽车与电网互动技术之协调充电策略探究[D];华中师范大学;2012年

5 许恬;我国当前电动汽车潜在消费者的识别与消费行为研究[D];武汉理工大学;2012年

6 唐升卫;电动汽车有序充电研究[D];湖南大学;2012年

7 王传能;电动汽车换电站优化规划研究[D];华北电力大学;2012年

8 张晨曦;电动汽车入网技术及社会综合效益研究[D];浙江大学;2013年

9 何清晨;适用于城市通勤的个人电动汽车设计与研究[D];清华大学;2012年

10 张敏;计及规模化电动汽车充放电负荷的配电网效能分析[D];华北电力大学;2013年

，

本文编号：904051