基于有限元分析的無線電能傳輸動(dòng)態(tài)特性研究
發(fā)布時(shí)間:2022-08-01 22:07
本文研究的電動(dòng)汽車動(dòng)態(tài)無線充電系統(tǒng)采用磁感應(yīng)耦合電能傳輸技術(shù)對(duì)行進(jìn)過程中的電動(dòng)汽車進(jìn)行實(shí)時(shí)供電。應(yīng)用該技術(shù),電動(dòng)汽車無需停車充電并且可減少搭載的電池?cái)?shù)量,提高了續(xù)航里程以及電能補(bǔ)給的安全性、便捷性。然而,由于缺乏物理連接且充電過程中耦合結(jié)構(gòu)的發(fā)射端與接收端之間存在偏移,因此,電動(dòng)汽車動(dòng)態(tài)無線充電系統(tǒng)的傳輸效率并不高。本文從諧振補(bǔ)償結(jié)構(gòu)與耦合結(jié)構(gòu)兩方面著手,以穩(wěn)定輸出功率為目標(biāo),重點(diǎn)研究了提升電動(dòng)汽車動(dòng)態(tài)無線充電系統(tǒng)傳輸效率與抗偏移特性的方法。首先,深入研究了影響傳輸效率的系統(tǒng)參數(shù),建立了與磁芯屬性、磁芯厚度、線圈匝數(shù)、線圈外徑相關(guān)的互感計(jì)算模型,為接下來的研究奠定了理論基礎(chǔ)。其次,針對(duì)系統(tǒng)中漏感較大的問題,設(shè)計(jì)了一種雙側(cè)LCCL諧振補(bǔ)償結(jié)構(gòu)。利用Matlab進(jìn)行仿真,證明了采用該諧振補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的電動(dòng)汽車動(dòng)態(tài)無線充電系統(tǒng),發(fā)射端可保持穩(wěn)定激磁狀態(tài),接收端等效阻抗?jié)M足純組性,有助于增強(qiáng)傳統(tǒng)類型動(dòng)態(tài)無線充電系統(tǒng)的傳輸效率。然后,針對(duì)現(xiàn)有電動(dòng)汽車動(dòng)態(tài)無線充電系統(tǒng)抗偏移特性較差的問題,設(shè)計(jì)了一種雙磁極雙側(cè)交叉半包圍矩形耦合結(jié)構(gòu)。通過ANSYS Maxwell的仿真分析證明了其提升了傳統(tǒng)類型耦合機(jī)構(gòu)...
【文章頁數(shù)】:62 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
創(chuàng)新點(diǎn)摘要
第一章 緒論
1.1 課題背景與意義
1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀分析
1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.3 本文的研究內(nèi)容
第二章 磁感應(yīng)耦合電能傳輸技術(shù)特性分析
2.1 磁感應(yīng)耦合電能傳輸技術(shù)原理
2.2 松耦合變壓器工作原理
2.3 松耦合變壓器參數(shù)建模
2.3.1 無磁極圓形耦合結(jié)構(gòu)互感
2.3.2 雙磁極圓形耦合結(jié)構(gòu)互感
2.3.3 線圈的自感
2.3.4 電能在線圈上的損耗
2.4 本章小結(jié)
第三章 諧振補(bǔ)償模塊的設(shè)計(jì)
3.1 諧振補(bǔ)償拓?fù)?br> 3.2 SS諧振補(bǔ)償結(jié)構(gòu)
3.3 雙側(cè)LCCL諧振補(bǔ)償結(jié)構(gòu)
3.4 雙側(cè)LCCL諧振補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
3.5 本章小結(jié)
第四章 耦合結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與仿真
4.1 電動(dòng)汽車動(dòng)態(tài)無線充電系統(tǒng)耦合結(jié)構(gòu)原理分析
4.2 電動(dòng)汽車動(dòng)態(tài)無線充電系統(tǒng)耦合結(jié)構(gòu)的電磁屏蔽
4.2.1 電磁屏蔽原理
4.2.2 耦合結(jié)構(gòu)電磁屏蔽設(shè)計(jì)
4.3 雙磁極圓形耦合結(jié)構(gòu)
4.4 雙磁極六邊形耦合結(jié)構(gòu)
4.5 雙磁極單線圈矩形耦合結(jié)構(gòu)
4.6 雙磁極雙線圈矩形耦合結(jié)構(gòu)
4.6.1 雙磁極單側(cè)交叉雙線圈矩形耦合結(jié)構(gòu)
4.6.2 雙磁極雙側(cè)交叉雙線圈矩形耦合結(jié)構(gòu)
4.6.3 雙磁極雙側(cè)交叉半包圍矩形耦合結(jié)構(gòu)
4.7 本章小結(jié)
第五章 系統(tǒng)仿真測試與分析
5.1 電動(dòng)汽車動(dòng)態(tài)無線充電系統(tǒng)建模
5.1.1 耦合模塊的搭建
5.1.2 外部激勵(lì)電路的搭建
5.2 電動(dòng)汽車動(dòng)態(tài)無線充電系統(tǒng)的仿真實(shí)驗(yàn)
5.3 系統(tǒng)傳輸功率及效率分析
5.4 系統(tǒng)輸出功率穩(wěn)定特性分析
5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
發(fā)表文章目錄
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]電動(dòng)汽車無線充電系統(tǒng)參數(shù)對(duì)耦合影響的研究[J]. 陶國彬,劉幸幸,王藝婷,蓋迪,牛少雄. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2017(06)
[2]感應(yīng)和諧振無線電能傳輸技術(shù)的發(fā)展[J]. 張波,疏許健,黃潤鴻. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2017(18)
[3]無線電能傳輸用S/CLC補(bǔ)償拓?fù)浞治鯷J]. 王懿杰,姚友素,劉曉勝,徐殿國. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2017(22)
[4]電動(dòng)汽車LCC型無線充電電路特性分析[J]. 張輝,雷艷婷,王換民. 電氣傳動(dòng). 2017(08)
[5]無線能量傳輸系統(tǒng)雙LCC諧振補(bǔ)償電路研究[J]. 朱國榮,林鵬,陸江華,李小坤. 華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(05)
[6]電動(dòng)汽車無線充電松耦合變壓器仿真研究[J]. 李秋生,張國興,李培英,劉偉亮,郭金偉. 電子設(shè)計(jì)工程. 2017(08)
[7]電動(dòng)汽車動(dòng)態(tài)無線電能傳輸技術(shù)研究與應(yīng)用進(jìn)展[J]. 邢英翔,崔玉龍,范好亮,劉會(huì)軍,李賀遷. 電器與能效管理技術(shù). 2017(02)
[8]電動(dòng)汽車動(dòng)態(tài)無線充電關(guān)鍵技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 朱春波,姜金海,宋凱,張千帆. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2017(02)
[9]電動(dòng)汽車動(dòng)態(tài)無線充電緊—強(qiáng)耦合模式分析[J]. 張獻(xiàn),金耀,苑朝陽,魏斌,王松岑,趙牧天. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2017(02)
[10]電動(dòng)汽車無線充電技術(shù)研究綜述[J]. 趙爭鳴,劉方,陳凱楠. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2016(20)
博士論文
[1]分段式動(dòng)態(tài)無線充電的抗偏移及中繼接力方法研究[D]. 趙錦波.華中科技大學(xué) 2016
[2]非接觸電能傳輸關(guān)鍵應(yīng)用技術(shù)問題研究[D]. 陶國彬.東北石油大學(xué) 2015
[3]計(jì)及無線充電的電動(dòng)汽車對(duì)電網(wǎng)的影響研究[D]. 強(qiáng)浩.東南大學(xué) 2015
碩士論文
[1]電動(dòng)汽車動(dòng)態(tài)無線供電的N型磁耦合機(jī)構(gòu)電磁兼容研究[D]. 胥佳琦.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[2]基于LCC/S補(bǔ)償拓?fù)涞母袘?yīng)耦合無線電能傳輸研究[D]. 梁闐.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[3]電動(dòng)汽車動(dòng)態(tài)無線電能傳輸暫態(tài)過程分析及超前補(bǔ)償控制[D]. 崔超.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[4]初級(jí)繞組并聯(lián)的動(dòng)態(tài)無線電能傳輸技術(shù)研究[D]. 史光耀.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[5]電動(dòng)汽車無線充電系統(tǒng)松耦合變壓器補(bǔ)償技術(shù)與優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 張晴.合肥工業(yè)大學(xué) 2017
[6]無線充電技術(shù)研究及其在電動(dòng)汽車充電中的應(yīng)用[D]. 劉浩.華北電力大學(xué)(北京) 2017
[7]協(xié)同工作模式下電動(dòng)汽車動(dòng)態(tài)耦合特性研究[D]. 吳曉康.天津工業(yè)大學(xué) 2017
[8]磁諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)特性研究與系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 高玉青.浙江大學(xué) 2017
[9]基于主動(dòng)補(bǔ)償?shù)母袘?yīng)式無線電能傳輸技術(shù)[D]. 郭鑫.北京交通大學(xué) 2016
[10]基于不對(duì)稱補(bǔ)償?shù)母袘?yīng)式無線電能傳輸系統(tǒng)研究[D]. 李傳雨.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
本文編號(hào):3668263
【文章頁數(shù)】:62 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
創(chuàng)新點(diǎn)摘要
第一章 緒論
1.1 課題背景與意義
1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀分析
1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.3 本文的研究內(nèi)容
第二章 磁感應(yīng)耦合電能傳輸技術(shù)特性分析
2.1 磁感應(yīng)耦合電能傳輸技術(shù)原理
2.2 松耦合變壓器工作原理
2.3 松耦合變壓器參數(shù)建模
2.3.1 無磁極圓形耦合結(jié)構(gòu)互感
2.3.2 雙磁極圓形耦合結(jié)構(gòu)互感
2.3.3 線圈的自感
2.3.4 電能在線圈上的損耗
2.4 本章小結(jié)
第三章 諧振補(bǔ)償模塊的設(shè)計(jì)
3.1 諧振補(bǔ)償拓?fù)?br> 3.2 SS諧振補(bǔ)償結(jié)構(gòu)
3.3 雙側(cè)LCCL諧振補(bǔ)償結(jié)構(gòu)
3.4 雙側(cè)LCCL諧振補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
3.5 本章小結(jié)
第四章 耦合結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與仿真
4.1 電動(dòng)汽車動(dòng)態(tài)無線充電系統(tǒng)耦合結(jié)構(gòu)原理分析
4.2 電動(dòng)汽車動(dòng)態(tài)無線充電系統(tǒng)耦合結(jié)構(gòu)的電磁屏蔽
4.2.1 電磁屏蔽原理
4.2.2 耦合結(jié)構(gòu)電磁屏蔽設(shè)計(jì)
4.3 雙磁極圓形耦合結(jié)構(gòu)
4.4 雙磁極六邊形耦合結(jié)構(gòu)
4.5 雙磁極單線圈矩形耦合結(jié)構(gòu)
4.6 雙磁極雙線圈矩形耦合結(jié)構(gòu)
4.6.1 雙磁極單側(cè)交叉雙線圈矩形耦合結(jié)構(gòu)
4.6.2 雙磁極雙側(cè)交叉雙線圈矩形耦合結(jié)構(gòu)
4.6.3 雙磁極雙側(cè)交叉半包圍矩形耦合結(jié)構(gòu)
4.7 本章小結(jié)
第五章 系統(tǒng)仿真測試與分析
5.1 電動(dòng)汽車動(dòng)態(tài)無線充電系統(tǒng)建模
5.1.1 耦合模塊的搭建
5.1.2 外部激勵(lì)電路的搭建
5.2 電動(dòng)汽車動(dòng)態(tài)無線充電系統(tǒng)的仿真實(shí)驗(yàn)
5.3 系統(tǒng)傳輸功率及效率分析
5.4 系統(tǒng)輸出功率穩(wěn)定特性分析
5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
發(fā)表文章目錄
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]電動(dòng)汽車無線充電系統(tǒng)參數(shù)對(duì)耦合影響的研究[J]. 陶國彬,劉幸幸,王藝婷,蓋迪,牛少雄. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2017(06)
[2]感應(yīng)和諧振無線電能傳輸技術(shù)的發(fā)展[J]. 張波,疏許健,黃潤鴻. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2017(18)
[3]無線電能傳輸用S/CLC補(bǔ)償拓?fù)浞治鯷J]. 王懿杰,姚友素,劉曉勝,徐殿國. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2017(22)
[4]電動(dòng)汽車LCC型無線充電電路特性分析[J]. 張輝,雷艷婷,王換民. 電氣傳動(dòng). 2017(08)
[5]無線能量傳輸系統(tǒng)雙LCC諧振補(bǔ)償電路研究[J]. 朱國榮,林鵬,陸江華,李小坤. 華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(05)
[6]電動(dòng)汽車無線充電松耦合變壓器仿真研究[J]. 李秋生,張國興,李培英,劉偉亮,郭金偉. 電子設(shè)計(jì)工程. 2017(08)
[7]電動(dòng)汽車動(dòng)態(tài)無線電能傳輸技術(shù)研究與應(yīng)用進(jìn)展[J]. 邢英翔,崔玉龍,范好亮,劉會(huì)軍,李賀遷. 電器與能效管理技術(shù). 2017(02)
[8]電動(dòng)汽車動(dòng)態(tài)無線充電關(guān)鍵技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 朱春波,姜金海,宋凱,張千帆. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2017(02)
[9]電動(dòng)汽車動(dòng)態(tài)無線充電緊—強(qiáng)耦合模式分析[J]. 張獻(xiàn),金耀,苑朝陽,魏斌,王松岑,趙牧天. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2017(02)
[10]電動(dòng)汽車無線充電技術(shù)研究綜述[J]. 趙爭鳴,劉方,陳凱楠. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2016(20)
博士論文
[1]分段式動(dòng)態(tài)無線充電的抗偏移及中繼接力方法研究[D]. 趙錦波.華中科技大學(xué) 2016
[2]非接觸電能傳輸關(guān)鍵應(yīng)用技術(shù)問題研究[D]. 陶國彬.東北石油大學(xué) 2015
[3]計(jì)及無線充電的電動(dòng)汽車對(duì)電網(wǎng)的影響研究[D]. 強(qiáng)浩.東南大學(xué) 2015
碩士論文
[1]電動(dòng)汽車動(dòng)態(tài)無線供電的N型磁耦合機(jī)構(gòu)電磁兼容研究[D]. 胥佳琦.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[2]基于LCC/S補(bǔ)償拓?fù)涞母袘?yīng)耦合無線電能傳輸研究[D]. 梁闐.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[3]電動(dòng)汽車動(dòng)態(tài)無線電能傳輸暫態(tài)過程分析及超前補(bǔ)償控制[D]. 崔超.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[4]初級(jí)繞組并聯(lián)的動(dòng)態(tài)無線電能傳輸技術(shù)研究[D]. 史光耀.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[5]電動(dòng)汽車無線充電系統(tǒng)松耦合變壓器補(bǔ)償技術(shù)與優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 張晴.合肥工業(yè)大學(xué) 2017
[6]無線充電技術(shù)研究及其在電動(dòng)汽車充電中的應(yīng)用[D]. 劉浩.華北電力大學(xué)(北京) 2017
[7]協(xié)同工作模式下電動(dòng)汽車動(dòng)態(tài)耦合特性研究[D]. 吳曉康.天津工業(yè)大學(xué) 2017
[8]磁諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)特性研究與系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 高玉青.浙江大學(xué) 2017
[9]基于主動(dòng)補(bǔ)償?shù)母袘?yīng)式無線電能傳輸技術(shù)[D]. 郭鑫.北京交通大學(xué) 2016
[10]基于不對(duì)稱補(bǔ)償?shù)母袘?yīng)式無線電能傳輸系統(tǒng)研究[D]. 李傳雨.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
本文編號(hào):3668263
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