具有反馈调节功能的电动汽车无线充电关键技术研究

发布时间：2017-06-09 20:18

  本文关键词：具有反馈调节功能的电动汽车无线充电关键技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：电动汽车采用无线充电技术对蓄电池进行供电有诸多益处。无线充电系统利用松耦合变压器进行电能的非接触式传输。本文针对电动汽车无线充电要求，设计了一套闭环控制的电磁感应式电能传输系统，并对影响系统传输效率的主要因素进行了分析。 本文对松耦合变压器的传输特性进行了分析。分析了松耦合变压器的拓扑结构，并在此基础上设计了符合要求的机械模型。针对松耦合变压器漏感较大的情况，分析了各种补偿容抗结构。利用松耦合变压器等效电路模型，分析了系统频率对传输效率的影响。利用松耦合变压器等效磁路模型，分析了磁芯空间位置对传输效率的影响，并且利用电磁仿真软件Ansoft进一步验证了分析的结果。 为提高传输效率，本文设计了基于SG3525的双闭环反馈控制电路，并设计了基于NE555的过流保护电路。利用控制电路电流环反馈设计了原边侧电流反馈电路，利用控制电路电压环反馈设计了负载侧电压反馈电路。针对电压反馈信号的无线传输要求，设计了基于NRF24LE1无线信号传输电路。 本文利用设计完成的松耦合变压器和无线充电电路，完成了系统传输实验。实验证明系统传输能力稳定。在理想传输条件下，传输效率达到80%左右，，在设计的工作范围内，传输效率也能达到50%以上。通过实验验证了，系统频率和磁芯空间位置对系统传输效率影响的规律，基本符合理论分析的结论。
【关键词】：非接触能量传输 松耦合变压器 补偿容抗 脉冲宽度调节 双闭环反馈系统
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：U469.72;TM910.6
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 注释表12-13
• 缩略词13-14
• 第一章 绪论14-21
• 1.1 引言14-15
• 1.2 无线充电技术的研究现状和发展趋势15-18
• 1.2.1 无线充电技术的研究现状15-17
• 1.2.2 无线充电技术的发展趋势17-18
• 1.3 本文的研究意义与内容18-21
• 1.3.1 本文的研究意义18-19
• 1.3.2 本文的研究内容19-21
• 第二章 无线充电系统松耦合变压器研究与分析21-46
• 2.1 松耦合变压器总体设计21
• 2.2 松耦合变压器的拓扑结构分析及机械设计21-24
• 2.2.1 松耦合变压器的拓扑结构分析21-23
• 2.2.2 松耦合变压器的机械设计23-24
• 2.3 松耦合变压器的电路模型分析24-32
• 2.3.1 松耦合变压器的基本电路模型分析24-26
• 2.3.2 松耦合变压器的补偿容抗电路分析26-28
• 2.3.3 松耦合变压器的频率因素分析28-32
• 2.4 松耦合变压器的磁路模型分析32-38
• 2.4.1 松耦合变压器的基本磁路模型分析32-33
• 2.4.2 松耦合变压器的气隙间距分析33-36
• 2.4.3 松耦合变压器的位置偏移量分析36-37
• 2.4.4 位置偏移问题解决方法研究37-38
• 2.5 松耦合变压器的建模仿真与分析38-45
• 2.5.1 磁场分布仿真与分析39-43
• 2.5.2 传输效率仿真与分析43-45
• 2.6 本章小结45-46
• 第三章 无线充电系统充电电路研究与设计46-67
• 3.1 充电电路总体设计46-47
• 3.2 开环控制系统研究与设计47-53
• 3.2.1 高频逆变电路研究与设计48-49
• 3.2.2 开环控制电路研究与设计49-51
• 3.2.3 驱动电路研究与设计51-53
• 3.3 闭环控制系统研究与设计53-61
• 3.3.1 闭环控制电路研究与设计53-56
• 3.3.2 原边侧电流反馈控制研究与设计56-59
• 3.3.3 负载侧电压反馈控制研究与设计59-61
• 3.4 反馈信号非接触传输研究与设计61-64
• 3.4.1 无线传输模块硬件电路设计61-62
• 3.4.2 无线传输模块软件设计62-64
• 3.5 反馈信号与功率电路共线传输研究64-66
• 3.5.1 载波通信传输整体结构设计64
• 3.5.2 载波调制电路设计64-65
• 3.5.3 电力线耦合电路设计65
• 3.5.4 信号滤波器设计65-66
• 3.6 本章小结66-67
• 第四章 实验验证67-77
• 4.1 实验要求及条件67-70
• 4.1.1 实验设计要求67
• 4.1.2 实验设备与条件67-70
• 4.2 系统传输能力测试实验70-72
• 4.2.1 稳定状态下传输能力测试实验70
• 4.2.2 不同输入条件下传输能力测试实验70-71
• 4.2.3 电压反馈调节能力测试实验71-72
• 4.3 系统频率对传输性能影响测试实验72-73
• 4.4 磁芯空间位置对传输性能影响测试实验73-75
• 4.4.1 气隙间距对传输性能影响测试实验74-75
• 4.4.2 位置偏移量对传输性能影响测试实验75
• 4.5 实验总结75-77
• 第五章 全文总结与展望77-80
• 5.1 全文总结77-78
• 5.2 全文展望78-80
• 参考文献80-83
• 致谢83-84
• 攻读硕士学位期间的研究成果及发表的主要论文84-85
• 附录85-95

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 刘志宇,都东,齐国光;感应充电技术的发展与应用[J];电力电子技术;2004年03期

2 李俄收;朱会田;吴文民;;电动汽车蓄电池的充电方法和充电设备[J];电源技术;2009年10期

3 刘龙岩;欧阳宁东;;浅谈中国纯电动汽车的发展现状及存在的问题[J];大众科技;2010年09期

  本文关键词：具有反馈调节功能的电动汽车无线充电关键技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：436605