本文關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車無線充電系統(tǒng)與控制方法研究

  更多相關(guān)文章： 電動(dòng)汽車 磁共振 耦合系數(shù) 特性研究 軟開關(guān) 變頻控制

【摘要】：相對(duì)于傳統(tǒng)的汽車充電方式,電動(dòng)汽車無線充電實(shí)現(xiàn)了安全、方便、靈活、可靠、無直接電氣連接等優(yōu)點(diǎn)。本文采用磁共振式無線電能充電技術(shù),并在已有的研究基礎(chǔ)上,針對(duì)耦合系數(shù)和原副線圈位置變化的關(guān)系,展開了更進(jìn)一步的理論和仿真研究。并對(duì)充電系統(tǒng)的整體進(jìn)行分析與仿真,引用軟開關(guān)技術(shù)和變頻控制,提高系統(tǒng)的傳輸效率。首先,介紹了傳統(tǒng)的電動(dòng)汽車充電方式的缺點(diǎn)和不足之處,提出了對(duì)電動(dòng)汽車無線充電系統(tǒng)的研究。概述了電動(dòng)汽車無線充電技術(shù)在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀、主要的研究成果和發(fā)展趨勢(shì)。然后,分別分析對(duì)比三種無線電能傳輸方式在電動(dòng)汽車應(yīng)用的情況下的優(yōu)點(diǎn)和不足,選出了本文適用的電動(dòng)汽車無線充電的技術(shù)方法。推導(dǎo)出磁共振等效電路模型,并在考慮原、副邊繞組內(nèi)阻的情況下對(duì)4種補(bǔ)償電路的諧振耦合電容進(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì),分析了系統(tǒng)中的各個(gè)組成部分對(duì)輸出功率和傳輸效率的影響因素。整流和逆變電路分別從電力電子器件的選擇、開關(guān)管的控制方式和電能變換電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)三方面進(jìn)行分析。其次,分析對(duì)比了兩種線圈結(jié)構(gòu)的選擇和設(shè)計(jì),選擇了本文適用的兩線圈結(jié)構(gòu)和圓柱型螺旋線圈。針對(duì)電動(dòng)汽車無線充電系統(tǒng)中的原副線圈在不同空間位置時(shí)的耦合系數(shù)進(jìn)行了研究。通過理論推導(dǎo)出原副線圈在不同空間位置的耦合系數(shù)公式,并利用MATLAB仿真出耦合系數(shù)因兩線圈位置變化的關(guān)系。并進(jìn)一步利用Ansoft HFSS電磁仿真軟件進(jìn)行驗(yàn)證,對(duì)電能傳輸過程中的磁芯和周圍空間的磁場(chǎng)分布進(jìn)行了研究,得出了兩諧振線圈的耦合系數(shù)和位置偏移量之間的關(guān)系。從而驗(yàn)證公式推導(dǎo)的正確性。最后,介紹了電動(dòng)汽車無線充電原理,并詳細(xì)介紹了軟開關(guān)的工作原理和實(shí)現(xiàn)條件,通過MATLAB仿真軟件實(shí)現(xiàn)了開關(guān)管的軟開關(guān)控制,驗(yàn)證了參數(shù)設(shè)計(jì)的正確性。在實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)的基礎(chǔ)上,詳細(xì)介紹了變頻控制方法的工作原理,通過Matlab仿真軟件,參考無線電能傳輸系統(tǒng)拓?fù)涞奶攸c(diǎn)與電路的參數(shù)設(shè)計(jì),在Simulink中搭建系統(tǒng)的仿真模型。結(jié)果表明,系統(tǒng)功率損耗小,傳輸功率高。
【關(guān)鍵詞】：電動(dòng)汽車 磁共振 耦合系數(shù) 特性研究 軟開關(guān) 變頻控制
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM910.6;TM724
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 論文研究背景10-11
• 1.2 電動(dòng)汽車無線充電技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)11-17
• 1.2.1 電動(dòng)汽車無線充電技術(shù)國外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.2 電動(dòng)汽車無線充電技術(shù)國內(nèi)研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3 論文研究意義與主要內(nèi)容17-19
• 1.3.1 論文研究意義17
• 1.3.2 主要內(nèi)容17-19
• 第2章 無線電能傳輸?shù)耐負(fù)浣Y(jié)構(gòu)分析19-31
• 2.1 無線電能傳輸方式及原理19-22
• 2.1.1 電輻射式電能傳輸19-20
• 2.1.2 電磁感應(yīng)式電能傳輸20-21
• 2.1.3 磁共振式電能傳輸21-22
• 2.2 磁共振式無線電能傳輸?shù)睦碚撗芯?/span>22-25
• 2.2.1 諧振電路理論研究22-24
• 2.2.2 磁共振式無線電能傳輸?shù)幕倦娐纺Ｐ?/span>24-25
• 2.3 磁共振式無線電能傳輸?shù)难a(bǔ)償電路分析25-28
• 2.4 影響磁共振式無線電能傳輸?shù)囊蛩?/span>28-30
• 2.4.1 電力電子器件的選擇28-29
• 2.4.2 電能變換電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選擇29-30
• 2.4.3 高頻逆變電路控制方式30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 第3章 磁共振式無線電能傳輸方向性研究31-48
• 3.1 線圈結(jié)構(gòu)的選擇31-37
• 3.1.1 兩線圈結(jié)構(gòu)31-32
• 3.1.2 四線圈結(jié)構(gòu)32-33
• 3.1.3 線圈設(shè)計(jì)33-37
• 3.2 磁共振式無線電能傳輸方向性研究37-47
• 3.2.1 同軸平行線圈間垂直間距對(duì)耦合系數(shù)的影響38-42
• 3.2.2 兩平行線圈圓心水平方向間距對(duì)耦合系數(shù)的影響42-45
• 3.2.3 同心兩線圈偏轉(zhuǎn)角度對(duì)耦合系數(shù)的影響45-47
• 3.4 本章小結(jié)47-48
• 第4章 電動(dòng)汽車無線充電系統(tǒng)仿真48-60
• 4.1 電動(dòng)汽車無線充電系統(tǒng)工作原理48
• 4.2 控制策略研究48-56
• 4.2.1 軟開關(guān)控制48-54
• 4.2.2 變頻控制54-56
• 4.3 電動(dòng)汽車無線充電系統(tǒng)仿真56-59
• 4.4 本章小結(jié)59-60
• 結(jié)論與展望60-62
• 參考文獻(xiàn)62-67
• 致謝67-68
• 附錄 攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的主要學(xué)術(shù)論文目錄68

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本文編號(hào)：903060