動態(tài)無線供電技術(shù)使得電動汽車擺脫了停車充電的束縛,解決了續(xù)航里程不足這一瓶頸問題。無線供電系統(tǒng)中,耦合機構(gòu)是能量傳輸?shù)臉蛄?直接決定了系統(tǒng)的各項性能。因此,設計新型的耦合機構(gòu)并提出合理的設計方法成為了當前的研究熱點,與此同時,耦合機構(gòu)的電磁安全性也是當前亟待解決的重要問題。本文圍繞車輛動態(tài)無線供電三相耦合機構(gòu)展開研究,主要工作如下:首先,為了解決傳統(tǒng)單相耦合機構(gòu)輸出功率脈動大的缺點,提出了一種新型的三相I型耦合機構(gòu)。理論分析了該結(jié)構(gòu)的工作原理,并仿真研究了結(jié)構(gòu)中繞線方式、磁芯結(jié)構(gòu)等對系統(tǒng)性能的影響。同時,基于交流阻抗模型,分析了適用于該耦合機構(gòu)的補償網(wǎng)絡。其次,對耦合機構(gòu)的設計方法進行了研究。提出了一套系統(tǒng)的三相Ⅰ型耦合機構(gòu)設計方法,解決了現(xiàn)有設計方法中需要反復進行迭代的問題,減少了設計工作量�；谠撛O計方法,給出了三相I型耦合機構(gòu)的設計實例,并進行了仿真校驗,結(jié)果表明,設計完成的耦合機構(gòu)可以很好的滿足無線供電系統(tǒng)的各項指標。再次,對耦合機構(gòu)的電磁安全性進行了研究。揭示了無線供電耦合機構(gòu)在自由空間中的電磁分布規(guī)律,通過有限元仿真的方法研究了導電金屬材料和導磁材料的屏蔽損耗、屏蔽效能及其對系統(tǒng)性能的影響,分析了車身底盤對耦合機構(gòu)電磁安全性的影響,為耦合機構(gòu)的電磁屏蔽設計提供了理論基礎(chǔ)。最后,搭建了功率等級為60kW的三相Ⅰ型耦合機構(gòu)實驗平臺進行實驗驗證,實驗結(jié)果表明新型耦合機構(gòu)可有效實現(xiàn)電能的遠距離無線傳輸,具有動態(tài)充電過程中輸出功率穩(wěn)定的優(yōu)點,驗證了本文對三相Ⅰ型耦合機構(gòu)結(jié)構(gòu)特性和補償網(wǎng)絡的分析,同時證明了本文提出的設計方法具有可行性。
【學位單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TM724
【部分圖文】：

屏蔽損耗大，如圖1-1（a）所示；單面型結(jié)構(gòu)的主磁場分布在發(fā)射線圈的一側(cè)，另一面只有漏磁場分布，耦合系數(shù)高，電磁兼容性好，如圖 1-1（b）所示。a)雙面型結(jié)構(gòu) b)單面型結(jié)構(gòu)圖 1-1 兩種類型的耦合機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖而依據(jù)發(fā)射線圈結(jié)構(gòu)又可以分為基本型和組合型兩種結(jié)構(gòu)，基本型結(jié)構(gòu)中發(fā)射線圈采用的是矩形、圓形、多邊形等基本線圈結(jié)構(gòu)，而組合型結(jié)構(gòu)中發(fā)射線圈則采用多個基本線圈的組合，提高了其側(cè)移適應能力。目前已有的靜態(tài)耦合機構(gòu)主要可以分為單面基本型、單面組合型和雙面基本型三類結(jié)構(gòu)。基于上述分類方式，本文總結(jié)了國內(nèi)外各研究機構(gòu)關(guān)于靜態(tài)耦合機構(gòu)的研究現(xiàn)狀，具體如表 1-1 所示[1-12]。表 1-1 靜態(tài)耦合機構(gòu)的總體研究現(xiàn)狀類別 名稱 耦合機構(gòu) 指標 機構(gòu) 時間單面基本型結(jié)構(gòu)CP 線圈耦合機構(gòu)功率=5kW傳輸距離=20cm奧克蘭大學 2011 年單面組合型結(jié)構(gòu)DD 線圈耦合機構(gòu)功率=2kW傳輸距離=20cm奧克蘭大學2011~2015 年單面組合型結(jié)構(gòu)BPP 線圈耦合機構(gòu)實驗過程中傳輸距離=20cm=1600SUP VA奧?

傳輸效率=74%五代 OLEV功率=22kW傳輸距離=20cm傳輸效率=91%KAIS六代 OLEV 功率=3.3kW傳輸距離=10~30cmKAISd、q 發(fā)射導軌耦合機構(gòu)傳輸距離=15cm輸出功率波動 11%KAIS究機構(gòu)對于動態(tài)導軌式耦合機構(gòu)的研究具體如下。垂直行車方向型耦合機構(gòu)eigo Ukita 等人在 2015 年提出了一種應用于軌道交通無19]，如圖 1-2 所示。發(fā)射、接收線圈均采用“8”字型結(jié)出功率為 38.7kW，且效率達到了 73%。相比于長直線圈結(jié)構(gòu)的發(fā)射導軌產(chǎn)生的漏磁小，能夠降低鐵軌中產(chǎn)生

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【參考文獻】

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本文編號：2835306