电动汽车无线充电系统谐振线圈优化设计

发布时间：2023-11-18 10:46

　　随着磁耦合谐振式无线电能传输技术的不断突破,无线充电系统各部分的优化设计方案也在不断地跟进。而谐振线圈结构作为无线充电系统的关键组成部分,其合理的设计对提高系统传输性能有着重大的意义。尤其在类似电动汽车等大功率磁谐振式无线电能传输系统中往往因其固有的特性,使谐振线圈必须具有较大的传输距离,这会导致线圈耦合系数较小,漏感较大。较小的耦合系数势必会限制传输效率,产生较大的磁场泄露,对周围空间环境造成一定的电磁干扰。因此,对谐振线圈进行优化设计就显得极为重要。首先,针对电动汽车无线充电系统谐振线圈耦合系数较小、磁场泄露较大的特点,综合考虑磁耦合结构中的谐振线圈和磁芯结构两个方面,基于电路理论建模与磁场建模,通过公式的推导与分析,提出了一套完整的谐振线圈优化设计方案。其次,根据所提的谐振线圈优化设计方案,基于有限元软件对谐振线圈进行参数设计与效率优化,最终得到了一组最优线圈参数,该组参数可使系统获得较高的传输效率。然后,基于有限元软件,在磁滞损耗尽量小、传输效率尽量高以及磁芯重量低的约束条件下,提出了三段非均匀式磁芯结构优化方案。优化所得磁芯结构不仅能降低磁芯损耗,而且能在满足系统对磁芯重量的...

【文章页数】：58 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 研究目的
    1.3 研究方案
        1.3.1 MCR-WPT国内外研究现状
        1.3.2 谐振线圈国内外研究现状
        1.3.3 现存问题与发展趋势
    1.4 主要研究内容
第二章 无线电能传输系统建模分析
    2.1 基本传输理论
        2.1.1 传输理论分类
        2.1.2 等效耦合模型的建立
    2.2 等效电路模型分析
        2.2.1 强耦合系数与传输效率关系的推导
        2.2.2 系统电流谐波分析
    2.3 电磁场建模分析
        2.3.1 电磁场仿真软件简介
        2.3.2 谐振系统磁场分析
    2.4 本章小结
第三章 谐振线圈优化设计
    3.1 谐振线圈优化方案设计
    3.2 线圈参数分析与效率优化
        3.2.1 线圈参数分析
        3.2.2 线圈参数设计与效率优化
    3.3 仿真结果分析
    3.4 本章小结
第四章 磁芯优化设计
    4.1 磁芯效应仿真分析
    4.2 磁芯结构参数优化设计
        4.2.1 磁芯优化方案设计
        4.2.2 磁芯结构参数优化
    4.3 仿真结果分析
    4.4 本章小结
第五章 系统仿真实验
    5.1 总体设计方案
    5.2 无线电能传输电源设计
        5.2.1 直流调功模块分析
        5.2.2 高频逆变模块分析
        5.2.3 控制电路分析
    5.3 谐振线圈设计
        5.3.1 谐振线圈制作
        5.3.2 谐振线圈测试及结果分析
    5.4 整流滤波模块设计
    5.5 系统仿真实验分析
    5.6 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 研究总结
    6.2 工作展望
参考文献
致谢
作者简介
    1 作者简历
    2 攻读硕士学位期间发表的学术论文
学位论文数据集



本文编号：3865132