【摘要】：目前電動(dòng)汽車(chē)(Electric Vehicles,EV)采用有線充電樁的方式對(duì)電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行能源補(bǔ)充,其對(duì)設(shè)備安裝場(chǎng)地、天氣等配套要求高,需要人工接線,操作繁瑣,同時(shí)還存在一定的安全隱患,限制了充電樁和電動(dòng)汽車(chē)的推廣�；诜墙佑|式充電省去了有線插電的要求,操作方便、簡(jiǎn)單、安全。本文研制了磁耦合諧振式電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線能量傳輸系統(tǒng),比電磁感應(yīng)能量傳輸?shù)膫鬏斁嚯x更長(zhǎng),比微波能量傳輸?shù)膫鬏敼β矢?通過(guò)引入閉環(huán)控制,實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力電池的非接觸式能量補(bǔ)充。本文首先運(yùn)用諧振電路、諧振傳輸補(bǔ)償結(jié)構(gòu)等理論對(duì)磁耦合諧振式無(wú)線能量傳輸原理進(jìn)行研究分析。對(duì)比RLC串聯(lián)諧振、RLC并聯(lián)諧振電路特點(diǎn),選擇RLC串聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)。分析串聯(lián)-串聯(lián)(Series-Series,SS)補(bǔ)償和串聯(lián)-并聯(lián)(Series-Parallel,SP)補(bǔ)償?shù)牡膫鬏斣?系統(tǒng)選用SS補(bǔ)償拓?fù)�。通過(guò)建立磁耦合諧振式無(wú)線能量傳輸系統(tǒng)的耦合模型,分析了諧振電感參數(shù)、負(fù)載阻值等對(duì)系統(tǒng)傳輸性能的影響,對(duì)系統(tǒng)總體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。然后,本文設(shè)計(jì)了一種具有三級(jí)功率變換結(jié)構(gòu)的變換器,第一級(jí)AC/DC將工頻三相交流電轉(zhuǎn)換為可調(diào)直流電,并保證無(wú)線能量傳輸系統(tǒng)的輸入功率因數(shù)滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。第二級(jí)DC/DC為后級(jí)提供一個(gè)寬范圍可調(diào)、低輸出紋波、精確受控的直流電。第三級(jí)DC/AC將直流電變?yōu)轭l率為80kHz的交流,通過(guò)諧振網(wǎng)絡(luò)的原邊線圈傳輸給副邊線圈。同步整流部分則將副邊線圈所接受到的高頻交流電轉(zhuǎn)換成可供電池充電的直流電壓。進(jìn)而,針對(duì)傳統(tǒng)單純補(bǔ)償電容的不足,本文提出了雙邊CLC補(bǔ)償?shù)拇篷詈现C振式無(wú)線能量傳輸系統(tǒng)諧振變換拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),通過(guò)對(duì)其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行理論分析、仿真,設(shè)計(jì)出的補(bǔ)償拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可使原邊勵(lì)磁電流不受耦合和負(fù)載情況影響,可實(shí)現(xiàn)定頻調(diào)壓控制和電流源輸出功能,對(duì)副邊補(bǔ)償電容進(jìn)行小幅調(diào)整實(shí)現(xiàn)了原邊零電壓開(kāi)關(guān)(Zero Voltage Switchs,ZVS)。同時(shí),設(shè)計(jì)了無(wú)線能量傳輸系統(tǒng)的控制電路、驅(qū)動(dòng)電路、原邊控制算法、副邊控制程序和系統(tǒng)通信協(xié)議,實(shí)現(xiàn)了對(duì)動(dòng)力電池的恒流充電,使系統(tǒng)更加安全可靠。本文最終研制出了一臺(tái)6.6KW磁耦合諧振式電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線能量傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)樣機(jī),并對(duì)其進(jìn)行了各項(xiàng)功能以及指標(biāo)的測(cè)試,以30串12V20Ah的6-DZM-20動(dòng)力電池為負(fù)載,進(jìn)行功率負(fù)載測(cè)試,測(cè)試結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TM724
【圖文】：

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文諧振式無(wú)線能量傳輸原理及其結(jié)構(gòu)實(shí)際工程中包含 RLC 并聯(lián)、RLC 串聯(lián)等效串聯(lián)電阻為 ，電容的等效串聯(lián)電慮 的大小在諧振網(wǎng)絡(luò)中的作用，而 諧振網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)特性的作用。其中等效電電兩端相連，構(gòu)成了 RLC 串聯(lián)諧振系

ss1 1L L LL LQR CR R C 聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)發(fā)生諧振時(shí)，諧振電容與線圈的端電壓L C SU U QU拓?fù)潆娐分�，諧振電容與線圈的端電壓較大，對(duì)功同時(shí)由式（2-5）可知，串聯(lián)諧振拓?fù)潆娐吩诎l(fā)生因此若諧振網(wǎng)絡(luò)原邊線圈端電壓保持恒定，則選擇。聯(lián)諧振結(jié)構(gòu)等效串聯(lián)電阻 串聯(lián)后，再與電容并聯(lián)，最后直了 RLC 并聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)。其電路如圖 2-2 所示。

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文補(bǔ)償拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有串聯(lián)-串聯(lián)（Series-Series,SS）、串聯(lián)-并聯(lián)（Series-Parallel,SP）、并聯(lián)-串聯(lián)（Parallel-Series,PS）和并聯(lián)-并聯(lián)（Parallel-Parallel,PP）等四種。本文提出的無(wú)線能量傳輸系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)負(fù)載為電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力電池，原邊為恒定電壓源，故無(wú)線能量傳輸系統(tǒng)原邊諧振拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)選擇 RLC 串聯(lián)結(jié)構(gòu)，可使諧振網(wǎng)絡(luò)電路工作在零相角附近，提升無(wú)線能量傳輸系統(tǒng)的傳輸效率。為簡(jiǎn)化對(duì)無(wú)線能量傳輸系統(tǒng)的理論研究，假設(shè)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)負(fù)載為純電阻特性。2.3.1 SS 補(bǔ)償拓?fù)浯篷詈现C振式無(wú)線能量傳輸系統(tǒng)的 SS 補(bǔ)償結(jié)構(gòu)如圖 2-4 所示。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2795795