分布式动态磁耦合谐振无线充电控制技术
发布时间：2022-12-17 14:14
随着电动汽车行业的发展,其相关充电技术成为大家研究的热点之一,无线电能传输技术利用磁耦合谐振原理可实现非接触充电。根据这一特点,本文将电动汽车充电与无线电能传输结合从而实现电动汽车边走边充电即课题名字中的动态充电由来。为实现这一目标,本文将从以下几个方面对课题进行研究:1对发射侧补偿拓扑进行合理设计,发射线圈侧电路选择LCC补偿结构从而实现一次侧发射线圈电流与二次侧电路参数的解耦,对LCC补偿拓扑的抗偏移特性进行了分析与验证,并对系统的传输功率及效率进行建模与分析,得到优化的传输功率与效率及与此对应的匹配等效负载阻抗,为后文控制器期望点的配置及系统元件参数的选取提供了理论基础。2系统发射线圈采用分布式铺设（课题中“分布式”的由来）,并合理设计线圈结构及排布方式,接收线圈运动过程中随着发射、接收线圈间相对位置的改变,线圈间互感处于动态波动状态。通过Maxwell电磁仿真软件和微元计算法对发射线圈间间距和接收线圈长度进行优化分析,利用互补的思想实现接收线圈运动过程中相邻两个发射线圈（双源）与接收线圈间互感可相互补偿从而减小线圈间总互感的波动幅度。3对车载系统两级互联设计方案中整流、DC-D...
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 无线电能传输技术研究及应用现状
1.2.1 无线电能传输技术研究现状
1.2.2 国内相关研究及市场应用现状
1.2.3 国外相关研究及市场应用现状
1.3 本文主要研究内容
第二章 系统设计理论基础及分析
2.1 系统设计分析
2.2 无线充电系统建模分析
2.2.1 磁耦合谐振理论
2.2.2 线圈间互感计算
2.3 系统控制算法
2.3.1 常见控制算法介绍
2.3.2 无源控制理论及其控制模型推导
2.4 本章小结
第三章 系统补偿拓扑及耦合线圈设计
3.1 系统补偿拓扑设计
3.1.1 补偿拓扑特性分析
3.1.2 LCC-S补偿结构抗偏移特性仿真验证
3.1.3 LCC-S补偿下系统传输功率及传输效率分析
3.2 耦合线圈结构及排布设计
3.2.1 分布式铺设方案线圈间耦合分析
3.2.2 双发射线圈(双源)耦合分析
3.2.3 发射线圈间距及接收线圈长度优化
3.3 不同发射线圈间距与接收线圈长度匹配下系统传输功率效率分析
3.4 本章小结
第四章 两级控制方案设计
4.1 车载侧充电系统控制方案设计分析
4.2 车载控制系统负载端蓄电池充电特性及充电方式
4.3 可控整流器拓扑设计
4.4 整流电路PI-PBC控制器设计
4.4.1 系统建模分析
4.4.2 控制模块设计
4.4.3 电路仿真验证
4.5 DC-DC电路PI-PBC控制器设计
4.5.1 DC-DC变换器建模分析
4.5.2 控制模块设计
4.5.3 电路仿真验证
4.6 本章小结
第五章 车载侧控制系统设计
5.1 整流——DC-DC两级互联控制方案设计
5.1.1 两级控制器互联及期望点配置
5.1.2 电路仿真验证
5.2 车载侧SCC结构控制方案设计
5.2.1 SCC结构介绍及控制器设计
5.2.2 电路仿真及实验验证
5.3 本章小结
总结与展望
总结
展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件
【参考文献】：
期刊论文
[1]传统燃油汽车真的会退出市场吗?[J]. 胡轶群. 商业观察. 2017(11)
[2]磁耦合谐振式无线电能传输系统频率分裂抑制方法[J]. 李中启,黄守道,易吉良,李军军. 电力系统自动化. 2017(02)
[3]电动汽车无线充电技术研究综述[J]. 赵争鸣,刘方,陈凯楠. 电工技术学报. 2016(20)
[4]一种基于对称SCC结构的电流源型高频谐振功率变换器[J]. 曾君,孙伟华,刘俊峰,李学胜. 中国电机工程学报. 2016(11)
[5]广西电网建成国内首条电动汽车无线供电车道[J]. 祝文姬,朱桂华. 广西电业. 2016(Z1)
[6]基于LCL谐振型感应耦合电能传输系统[J]. 周豪,姚钢,赵子玉,周荔丹,蒋大为,郭峰. 中国电机工程学报. 2013(33)
[7]新型S/SP补偿的非接触谐振变换器分析与控制[J]. 侯佳,陈乾宏,严开沁,李明硕,张强,阮新波. 中国电机工程学报. 2013(33)
[8]电磁耦合谐振式无线电能传输系统的建模、设计与实验验证[J]. 张献,杨庆新,陈海燕,李阳,蔡燕,金亮. 中国电机工程学报. 2012(21)
[9]无线输电基本原理及应用研究[J]. 张宇,石新春,李琦. 科技资讯. 2012(18)
[10]电磁耦合谐振式传能系统的频率分裂特性研究[J]. 张献,杨庆新,陈海燕,李阳,张欣,金亮. 中国电机工程学报. 2012(09)
博士论文
[1]基于无源理论的非线性系统控制[D]. 张萌.浙江大学 2018
[2]柴油车排放PM2.5氧化消除催化剂在过滤器表面的涂覆规律以及中试实验性能研究[D]. 唐龙.中国石油大学（北京） 2017
[3]谐振式无线电能传输系统的若干电磁问题研究及优化设计[D]. 陈琛.东南大学 2016
[4]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
[5]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
硕士论文
[1]基于光伏发电的三线圈磁耦合谐振无线充电平台[D]. 刘鹏航.华南理工大学 2018
[2]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
[3]有轨电车无线电能传输系统耦合线圈的设计[D]. 王俊超.北京交通大学 2016
[4]动力锂电池充电技术研究[D]. 徐磊.太原科技大学 2014
[5]非线性控制策略在DC-DC电力电子变换器中的应用[D]. 闫媛媛.山东大学 2007
[6]Boost-PFC电路拓扑和控制算法的研究[D]. 郎芸萍.浙江大学 2006
本文编号：3720072
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 无线电能传输技术研究及应用现状
1.2.1 无线电能传输技术研究现状
1.2.2 国内相关研究及市场应用现状
1.2.3 国外相关研究及市场应用现状
1.3 本文主要研究内容
第二章 系统设计理论基础及分析
2.1 系统设计分析
2.2 无线充电系统建模分析
2.2.1 磁耦合谐振理论
2.2.2 线圈间互感计算
2.3 系统控制算法
2.3.1 常见控制算法介绍
2.3.2 无源控制理论及其控制模型推导
2.4 本章小结
第三章 系统补偿拓扑及耦合线圈设计
3.1 系统补偿拓扑设计
3.1.1 补偿拓扑特性分析
3.1.2 LCC-S补偿结构抗偏移特性仿真验证
3.1.3 LCC-S补偿下系统传输功率及传输效率分析
3.2 耦合线圈结构及排布设计
3.2.1 分布式铺设方案线圈间耦合分析
3.2.2 双发射线圈(双源)耦合分析
3.2.3 发射线圈间距及接收线圈长度优化
3.3 不同发射线圈间距与接收线圈长度匹配下系统传输功率效率分析
3.4 本章小结
第四章 两级控制方案设计
4.1 车载侧充电系统控制方案设计分析
4.2 车载控制系统负载端蓄电池充电特性及充电方式
4.3 可控整流器拓扑设计
4.4 整流电路PI-PBC控制器设计
4.4.1 系统建模分析
4.4.2 控制模块设计
4.4.3 电路仿真验证
4.5 DC-DC电路PI-PBC控制器设计
4.5.1 DC-DC变换器建模分析
4.5.2 控制模块设计
4.5.3 电路仿真验证
4.6 本章小结
第五章 车载侧控制系统设计
5.1 整流——DC-DC两级互联控制方案设计
5.1.1 两级控制器互联及期望点配置
5.1.2 电路仿真验证
5.2 车载侧SCC结构控制方案设计
5.2.1 SCC结构介绍及控制器设计
5.2.2 电路仿真及实验验证
5.3 本章小结
总结与展望
总结
展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件
【参考文献】：
期刊论文
[1]传统燃油汽车真的会退出市场吗?[J]. 胡轶群. 商业观察. 2017(11)
[2]磁耦合谐振式无线电能传输系统频率分裂抑制方法[J]. 李中启,黄守道,易吉良,李军军. 电力系统自动化. 2017(02)
[3]电动汽车无线充电技术研究综述[J]. 赵争鸣,刘方,陈凯楠. 电工技术学报. 2016(20)
[4]一种基于对称SCC结构的电流源型高频谐振功率变换器[J]. 曾君,孙伟华,刘俊峰,李学胜. 中国电机工程学报. 2016(11)
[5]广西电网建成国内首条电动汽车无线供电车道[J]. 祝文姬,朱桂华. 广西电业. 2016(Z1)
[6]基于LCL谐振型感应耦合电能传输系统[J]. 周豪,姚钢,赵子玉,周荔丹,蒋大为,郭峰. 中国电机工程学报. 2013(33)
[7]新型S/SP补偿的非接触谐振变换器分析与控制[J]. 侯佳,陈乾宏,严开沁,李明硕,张强,阮新波. 中国电机工程学报. 2013(33)
[8]电磁耦合谐振式无线电能传输系统的建模、设计与实验验证[J]. 张献,杨庆新,陈海燕,李阳,蔡燕,金亮. 中国电机工程学报. 2012(21)
[9]无线输电基本原理及应用研究[J]. 张宇,石新春,李琦. 科技资讯. 2012(18)
[10]电磁耦合谐振式传能系统的频率分裂特性研究[J]. 张献,杨庆新,陈海燕,李阳,张欣,金亮. 中国电机工程学报. 2012(09)
博士论文
[1]基于无源理论的非线性系统控制[D]. 张萌.浙江大学 2018
[2]柴油车排放PM2.5氧化消除催化剂在过滤器表面的涂覆规律以及中试实验性能研究[D]. 唐龙.中国石油大学（北京） 2017
[3]谐振式无线电能传输系统的若干电磁问题研究及优化设计[D]. 陈琛.东南大学 2016
[4]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
[5]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
硕士论文
[1]基于光伏发电的三线圈磁耦合谐振无线充电平台[D]. 刘鹏航.华南理工大学 2018
[2]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
[3]有轨电车无线电能传输系统耦合线圈的设计[D]. 王俊超.北京交通大学 2016
[4]动力锂电池充电技术研究[D]. 徐磊.太原科技大学 2014
[5]非线性控制策略在DC-DC电力电子变换器中的应用[D]. 闫媛媛.山东大学 2007
[6]Boost-PFC电路拓扑和控制算法的研究[D]. 郎芸萍.浙江大学 2006
本文编号：3720072
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/qiche/3720072.html
