磁耦合谐振式无线充电系统的串串补偿拓扑研究

随着新能源技术及其相关基础设施的不断发展建设,电动汽车得到迅猛发展。目前电动汽车的有线充电方式和换电方式均有其不可避免的缺点,无线充电技术随之成为电动汽车的研究热点。其中磁耦合谐振式无线充电技术具有高传输效率和与汽车底盘高度的完美适配的充电距离,非常适用于新能源电动汽车的无线充电应用。然而磁耦合谐振式无线充电系统的本质是一个松耦合变压器模型,该系统存在无功功率,需要在原边线圈和副边线圈之间添加相应的补偿网络来弥补无功功率。本文针对串串型的补偿拓扑进行分析研究,建立电路模型,推导其补偿网络参数,分析研究其输出功率和传输效率特性。分析研究表明,串串型补偿拓扑结构具有较高的输出功率和传输效率,适合应用于电动汽车的无线充电。     

电动汽车无线充电系统耦合线圈仿真分析

电动汽车无线充电技术以其运行安全、方便灵活等优点受到了越来越多的关注,为电动汽车发展提供了新鲜活力。耦合线圈是无线充电系统中电能场能转换、能量传输的关键部件,从根本上影响整个系统的性能。文章首先在有限元仿真软件Ansys Maxwell中建立耦合线圈模型,包括只有耦合线圈、带磁芯铝板的耦合线圈两种;然后针对两种模型进行仿真,分析磁芯铝板对磁场分布、互感和耦合系数的影响,同时仿真得出互感、耦合系数与耦合线圈的传输距离、偏移距离之间的关系。     

路面材料磁化对无线电能传输的能量损失效应研究

无线充电路面是将无线电能传输技术与路面结构相结合的一种新型智能路面,可使路面同时满足行驶功能和无线充电功能.设计实用的无线充电路面,需要将传输装置埋设于路面材料中,如水泥混凝土和沥青混凝土材料.无线电能传输是路面中的原边线圈和电动汽车上的副边线圈经感应耦合谐振完成的.现有无线电能传输过程都是在空气中进行的,当传输过程需...     

自动谐振的电动汽车无线充电装置

目前电动汽车充电方式多通过有线充电方式,极其限制电动汽车的普及.而无线充电技术多以电路较简单的较成熟的感应式无线充电技术为主,电磁感应的磁场发散性较强,对距离及放电受电线圈要求位置要求较高.现电动汽车充电装置的磁耦合共振无线传输系统多针对固定汽车型号.本文主要研究通过接收次级回路的参数,从而控制主回路电容调制,以自动谐...     

智能道路无线充电系统耦合线圈互操作性分析

无线充电线圈的互操作性是智能道路无线充电系统的关键性能指标。为分析耦合线圈的互操作性，首先建立了无线充电系统及耦合线圈的仿真模型，选取了3种不同形状和对应尺寸的线圈作为发射线圈和接收线圈，利用COMSOL Multiphysics有限元仿真软件，分别分析了不同形状和尺寸以及不同组合形式线圈对无线电能传输系统效率和耦合线圈互操作性的影响。另外，采用MATLAB/Simulink对无线充电系统的传输效率进行了仿真分析。为验证仿真结果的准确性，对无线电能传输的试验装置进行了测试验证。研究结果表明：随着线圈传输间距的不断增加，线圈的自感不变而互感不断降低，同时其耦合系数和系统的输出效率也会随之减小；圆形线圈的互操作性优于方形线圈，其中方形-方形耦合线圈互操作性最差，圆形-圆形耦合线圈互操作性最优，其最大传输间距提升9%~12%；大尺寸线圈的互操作性优于小尺寸线圈，且线圈尺寸的变化对于互操作性的影响大于线圈形状。研究结果为智能道路无线充电系统设计提供了理论依据。     

电动汽车无线充电系统的研究

随着国家大力发展新能源,减排和节能逐步成为了新能源汽车技术发展的主要方向。电动汽车逐步成为了汽车行业发展的一种趋势,而充电设施技术却制约着电动汽车的发展。当前电动汽车的充电方式普遍为有线接触式充电,这种充电方式在实际操作中有诸多不便。本文以无线电能传输为基础,提出一种基于磁耦合谐振式的电动汽车无线充电的设计方案。针对充放电传输效率问题,设计一种改进型的ZCT-PWM软开关斩波电路,利用软开关变换电路,减小了充电过程中的开关损耗。同时,采用基于TMS320F2812的DSP充电控制回路,进行了相关的实验测试。其实验结果证明了设计方案的合理性和正确性。     

电动汽车无线充电应用及发展趋势

针对无线充电技术在电动汽车领域的应用,分析了应用需求中的功率传输特征,给出了常用的系统电路架构。介绍了无线充电技术发展的历程,对目前主流研究机构的研究情况进行了分析。给出了电动汽车无线充电系统面向市场商用的条件,对应用了无线充电的国内外主要车企以及设备制造企业的现状进行了介绍,并概况了目前国内外标准化的现状,此外,也对目前行业内的电动汽车动态无线充电系统示范运营情况进行了介绍。最后,对面向商用的无线充电技术存在的问题以及发展趋势进行了分析,为电动汽车无线充电的技术研究及市场发展提供了参考建议。     

车载充电电源DC/DC变换器数字控制系统设计

针对车载充电电源核心部分移相全桥DC/DC变换器存在的动态响应慢、次谐波振荡和软开关范围受限等问题,设计了新的移相全桥DC/DC变换器控制系统。采用基于数字信号处理器(DSP)的数字峰值电流控制,引入斜坡补偿,提出了自动死区控制技术,并设计了驱动电路和采样电路,试验结果表明,该电源消除了次谐波振荡,实现了宽范围的软开关,提高了系统的动态性能和抗干扰能力,优化了电源效率。     

电动汽车动态无线充电耦合结构设计与仿真

电动汽车动态无线电能传输问题的研究对于解决电动汽车电池瓶颈问题具有重要意义。文章依据无线电能传输原理,设计了符合实际应用条件的耦合结构,确定了耦合结构的基本参数。通过仿真计算,分析了耦合系数变化规律以及磁场强度分布特点,计算了传输功率与效率,并对无线电能传输系统提出改进建议。所提出的方法能够满足道路行驶条件,为耦合结构设计提供参考,并为电动汽车动态无线充电导轨设计提供帮助。     

电动汽车动态无线充电系统特性的研究

动态无线充电系统能显著减少电动汽车动力电池的质量与尺寸,具有广阔的应用前景。本文中首先基于分段式多发射导轨方案,建立了原边LCC阻抗匹配网络电动汽车动态无线充电系统的等效电路模型,进而推导出系统功率和效率的表达式;然后搭建实验平台并利用实际系统参数,研究以阻抗匹配网络补偿电容为代表的静态参数和动态无线充电过程中变化的动态互感参数对系统功率和效率特性的影响;最后通过实验对建立的模型和分析得到的结论进行了验证。     

电动汽车无线充电交错PFC和恒功率电路研究

文中从无线充电系统前级电路设计和控制方法角度出发,对电动汽车无线充电系统控制方面的问题进行研究。与同类研究相比,旨在突出研讨系统前级功率因数校正和输出功率闭环控制。进行电路控制方法分析、仿真验证、实验电路搭建以及无线充电系统实验,设计前级PFC(Power Tactor Correction,功率因数校正)电路并实现恒功率控制。搭建500W无线充电系统,系统功率因数为0.9979,输入电流谐波为3.9%,实现从电网到负载最高90%的传输效率。研究结果有望对相关研究产生积极影响,主要体现在推进无线充电前级研究和系统控制方面。     

经胎电场耦合式电力传输系统的研究

针对电动汽车磁电式动态无线电力传输系统电磁辐射严重和成本高等问题,本文中利用轮胎内置钢带与地面铜箔之间的板间电容,建立了经胎电场耦合式电力传输(ECPT)系统,实现车辆行驶过程中的动态无线电力传输。首先分析了轮胎与地面铜箔之间的板间电容情况,接着根据电容耦合双谐振拓扑结构二端口网络的阻抗匹配情况分析了板间电容和工作频率等对ECPT系统负载功率和传输效率的影响,并给出了ECPT系统的电路拓扑设计和参数优化方法。最后通过仿真和实验,验证了ECPT系统的实际效果,实现了60 W的无线电力传输。     

燃料电池客车大功率DC/DC变换器关键问题分析与探讨

简要介绍了燃料电池电动汽车的动力系统构型及其对燃料电池电动汽车DC/DC变换器的要求。从变换器的可靠性、变换效率、静动态特性和电磁兼容性等角度对DC/DC变换器研制过程中的关键问题进行了详细分析。所研制的变换器已经成功地应用在国内多辆燃料电池城市客车中,各项技术指标均满足使用要求。     

电动车用磁耦合谐振式无线充电系统的电路模型设计

文章主要从磁耦合谐振原理出发,通过对电动汽车的使用环境考量而设计出的电动车用磁耦合谐振式无线充电系统的教学演示模型。在通过对系统的发射端、接收端、数据收集部分进行设计与分析,可实现直接将220V的系统电源,通过磁耦合谐振效应传递到负载,最终在接收端接收能量。系统最终可在传输距离为10cm的情况下,实现1kW功率的传输,并可通过显示屏直观演示功率效率变化情况等。     

基于Lab VIEW的DC/DC变换器测试系统的设计与开发

DC/DC变换器作为电动汽车高低压电气系统重要的组成部件,其性能测试非常重要。文章结合DC/DC变换器的电气参数测试要求和数据采集技术,开发了基于Lab VIEW平台的DC/DC变换器的测试系统。该检测系统使用简便,可实现DC/DC变换器各项参数的数据采集和实时展示,可用于DC/DC变换器的实验性验证和综合评定,利于设计优化。     

基于最小二乘法的无线充电线圈自感辨识

提出了一种基于最小二乘法的新型线圈自感辨识方法,以发射端和接收端电路串联的电压型无线能量传输(即充电)系统为例,建立其非线性高阶微分方程并构建数据矩阵,通过最小二乘法获得系统的过程参数矢量,将线圈的自感辨识问题转换为系统参数辨识问题,完成无线充电系统发射端和接收端线圈的自感辨识,最后通过仿真和实验,验证了该方法的可行性。     

电动汽车IPT无线充电系统发射(接收)盘模型研究

本文通过对电动汽车无线充电系统IPT类型发射(接收)盘模型在抗偏差能力、耦合效率、漏磁等性能方面对比分析,发现三相模型在抗偏差能力和降低漏磁方面具有明显优势,并提出了一种适用于三相系统的电流优化概念,通过调节发射器电流来获得最大的传输效率,对于无线充电技术的发展有着重大的意义。     

基于DSP的燃料电池车复合直流系统的设计与实现

为燃料电池车提出了一种复合直流系统方案,该方案采用DSP控制单个DC/DC变换器实现直流系统能量的统一管理。变换器有4种工作模式,且可归纳为两种电路拓扑:串并联谐振变换器和串联谐振变换器。详细分析了串并联谐振变换器的软开关实现条件,由于考虑了变压器副边整流开关管寄生电容对死区时间内换流过程的影响,故分析得到的励磁电感限制条件更加精确。给出了该复合直流系统的设计与实现方法。最后搭建了一台基于TMS320F28335的300W样机,实验结果验证了该系统的可行性。     

电动汽车无线充电通信协议一致性测试的研究

为了将车载端与地面端充电设施统一起来,实现不同电动汽车与不同地面端充电桩之间高效、安全地进行无线充电,保证无线通信协议的一致性至关重要。本文首先对新颁布的电动汽车无线充电系统通信协议标准GB/T 38775.2-2020进行解读,梳理得到电动汽车无线充电通信的一般流程;然后,设计了一种电动汽车无线充电通信一致性测试的软硬件架构;最后,提出了电动汽车无线充电通信协议的一致性测试方法。该系统能够完成电动汽车无线充电过程中通信协议的自动化测试,有助于后续标准的修订和测试的进一步完善。     

电动汽车无线充电技术的现状与展望

分析电动汽车用无线充电技术的特点,介绍应用于电动汽车的无线充电技术的研发现状,其中重点介绍最接近实用的电磁感应式技术.然后以行驶中的充电技术为重点,对将来电动汽车用无线充电技术的发展进行展望.