电动汽车无线充电系统调压策略的研究与性能优化

发布时间：2023-11-10 19:58

　　随着人们节能环保意识的增强,电动汽车受到越来越多的关注,而如何实现安全便捷的电池充电是电动汽车研究的重点内容。无线充电凭借安全稳定、维护方便等优点在多种充电方式中脱颖而出。但是在实际应用中,高频开关管的硬开关状态会产生开关损耗,并且负载和互感参数的变化会对充电电压和传输效率造成影响。因此,针对上述问题,本文在研究零电压开关(Zero Voltage Switching,ZVS)技术的同时分析了发射端和接收端的调压方法,并通过控制电压传输比来实现系统效率的整体优化,主要研究内容如下:首先,建立了系统耦合机构的互感等效模型,并针对耦合机构中电感所导致的系统传输能力较低的问题,引出了谐振补偿拓扑。通过对不同拓扑补偿特性的研究对比,选择串联-串联型拓扑为研究对象,并对其输出特性进行了分析。最后结合仿真研究了系统输出性能的影响参数,为效率优化奠定了理论基础。其次,针对系统逆变电路高频化带来的开关损耗问题,通过增加辅助LR支路来构成ZVS逆变电路,从而为寄生电容提供额外的放电电流,实现功率器件的ZVS。之后介绍了移相脉宽调制(Phase Shift Pulse Width Modulation,P...

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 WPT的分类
        1.2.1 微波辐射式无线充电
        1.2.2 电磁感应式无线充电
        1.2.3 磁耦合谐振式无线充电
    1.3 电动汽车无线充电的研究与应用现状
        1.3.1 国外研究与应用现状
        1.3.2 国内研究与应用现状
    1.4 无线充电的关键技术研究
    1.5 主要研究内容及结构安排
第二章 电动汽车无线充电系统的原理及特性分析
    2.1 引言
    2.2 电动汽车无线充电系统的组成
    2.3 互感耦合模型分析
    2.4 谐振补偿理论研究
        2.4.1 谐振的理论基础
        2.4.2 谐振补偿的拓扑分析
    2.5 传输性能影响参数的分析
        2.5.1 传输性能与频率的关系
        2.5.2 传输性能与互感的关系
        2.5.3 传输性能与负载的关系
    2.6 本章小结
第三章 基于PSPWM和改进PDM的 ZVS逆变电路分析
    3.1 引言
    3.2 逆变电路软开关的实现方法研究
        3.2.1 软开关理论基础
        3.2.2 传统全桥逆变电路
        3.2.3 ZVS逆变电路
    3.3 ZVS逆变电路的调压方法
        3.3.1 逆变侧常用调压方法
        3.3.2 PSPWM调压原理
        3.3.3 改进PDM调压原理
        3.3.4 混合调压原理
    3.4 仿真验证
        3.4.1 PSPWM的仿真结果
        3.4.2 改进PDM的仿真结果
        3.4.3 混合调制的仿真结果
    3.5 本章小结
第四章 半控整流电路增强PDM控制策略分析
    4.1 引言
    4.2 半控整流电路的工作原理
    4.3 PDM在半控整流中的应用
    4.4 增强PDM控制策略的研究
        4.4.1 工作原理的分析
        4.4.2 增强PDM触发脉冲产生方式
        4.4.3 电压调节的分析
        4.4.4 功率调节的分析
    4.5 基于电压传输比的效率优化方法
    4.6 仿真验证
        4.6.1 增强PDM的仿真结果
        4.6.2 效率优化的仿真结果
    4.7 本章小结
第五章 电动汽车无线充电系统的设计及实验验证
    5.1 引言
    5.2 系统总体结构
    5.3 系统硬件设计
        5.3.1 辅助支路的参数计算
        5.3.2 逆变电路和整流电路设计
        5.3.3 控制电路设计
        5.3.4 无线通信设计
        5.3.5 耦合机构设计
    5.4 系统软件设计
    5.5 实验结果分析
    5.6 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 本文总结
    6.2 课题展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表论文和参与科研项目



本文编号：3862213