隨著全球環(huán)境污染的日益嚴(yán)重,電動(dòng)汽車等綠色交通的發(fā)展和應(yīng)用變得越來越重要,電動(dòng)汽車具有污染小、維護(hù)和駕駛成本低等諸多優(yōu)點(diǎn)。但電動(dòng)汽車存在續(xù)航里程短、充電頻繁的問題,動(dòng)態(tài)無線充電技術(shù)可以在電動(dòng)汽車行進(jìn)的過程中給汽車補(bǔ)充電能,具有廣闊的應(yīng)用前景。本文研究基于雙接收線圈的電動(dòng)汽車動(dòng)態(tài)無線充電系統(tǒng),針對(duì)相鄰線圈之間的交叉互感對(duì)系統(tǒng)特性影響以及發(fā)射線圈電流產(chǎn)生的損耗和線圈切換問題,從系統(tǒng)的供電結(jié)構(gòu)、補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)、磁耦合機(jī)構(gòu)等方面進(jìn)行研究。本文分析了LCC-S諧振補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的基本特性,通過合理的參數(shù)配置,可以使發(fā)射線圈電流具備恒流源特性,且不受互感和負(fù)載變化的影響。利用Maxwell電磁仿真軟件對(duì)磁耦合機(jī)構(gòu)的線圈模型以及不同相鄰發(fā)射線圈距離下的抗偏移特性進(jìn)行了對(duì)比分析,發(fā)現(xiàn)在相鄰發(fā)射線圈距離很小的情況下,由于耦合系數(shù)的互補(bǔ)關(guān)系,具有良好的抗偏移特性,輸出功率波動(dòng)較小。為了消除了相鄰線圈間的交叉互感對(duì)系統(tǒng)特性的影響,對(duì)補(bǔ)償電容進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),通過理論分析、仿真和實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了該補(bǔ)償電容優(yōu)化方案可以有效的提高系統(tǒng)的輸出功率和效率,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,補(bǔ)償電容優(yōu)化后,系統(tǒng)的輸出功率提高了41.3%,效率提高了8.8%... 

【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

有線充電方式

于汽油，所以必須經(jīng)常進(jìn)行充電作業(yè)，針對(duì)電動(dòng)汽車的充電問題，可供使用的解決方案主要有三種：更換電池組、有線充電方式和無線充電方式[1]。其中，更換電池組可以為電動(dòng)汽車快速補(bǔ)充電能，但是存在不同品牌的汽車電池不能互用、換電站電池儲(chǔ)備量太大、建設(shè)費(fèi)用和維護(hù)成本較高等問題。目前電動(dòng)汽車有線充電方式應(yīng)用廣泛，因此對(duì)充電樁的需求也越來越大，如圖1-1所示，對(duì)于有線充電方式，頻繁的插拔很容易導(dǎo)致插座磨損和產(chǎn)生電火花，導(dǎo)線的損壞會(huì)產(chǎn)生漏電等安全隱患[2-3]。無線電能傳輸（WirelessPowerTransfer,WPT）供電方式如圖1-2所示，該方式具有美觀、安全、便捷以及充電過程全自動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)，可以較好的解決有線充電所帶來的問題[4]。圖1-1有線充電方式圖1-2無線充電方式WPT供電方式將發(fā)射線圈埋入地下，通過高頻交變磁場(chǎng)將電能從發(fā)射端傳送給車輛接收端拾取裝置，為電動(dòng)汽車提供電能。無線電能傳輸技術(shù)根據(jù)機(jī)理的不同主要分為三種方式：感應(yīng)耦合式（InductivelyCoupledPowerTransfer，ICPT）、微波輻射式（McrowavePowerTransmission，MPT）和磁耦合諧振式（MagneticallyCoupledResonant

第一章緒論3如圖1-3（b）所示，當(dāng)汽車到來時(shí)，開通相應(yīng)的發(fā)射線圈傳輸功率，當(dāng)汽車駛離時(shí)則關(guān)斷此線圈。線圈陣列式供電系統(tǒng)不僅可以減小不必要的損耗、提升系統(tǒng)的功率還可以減少電磁輻射，但此方式存在輸出功率不穩(wěn)定和控制方式復(fù)雜的問題。（a）導(dǎo)軌式DWC系統(tǒng)（b）線圈陣列式DWC系統(tǒng)圖1-3電動(dòng)汽車動(dòng)態(tài)無線充電系統(tǒng)[20]在DWC系統(tǒng)中，電動(dòng)汽車的車載線圈通常有單接收線圈和多接收線圈兩種。單接收線圈裝置簡單但獲取的功率受限，而多接收線圈可以為負(fù)載提供大電流，從而獲得較大的輸出功率，但接收線圈之間存在的交叉耦合會(huì)降低系統(tǒng)的輸出功率和效率。本文基于磁耦合諧振式動(dòng)態(tài)無線供電原理，電動(dòng)汽車的發(fā)射端采用應(yīng)用前景較好的線圈陣列式結(jié)構(gòu)，接收端利用雙接收線圈為負(fù)載提供電能，通過對(duì)系統(tǒng)的補(bǔ)償結(jié)構(gòu)、耦合機(jī)構(gòu)、開關(guān)切換方式等方面進(jìn)行分析和研究，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車在行駛的過程中高效穩(wěn)定的功率傳輸。1.2電動(dòng)汽車無線電能傳輸技術(shù)研究現(xiàn)狀1.2.1無線電能傳輸技術(shù)發(fā)展過程無線電能傳輸技術(shù)是由NikolaTesla在19世紀(jì)90年代提出，他利用實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的線圈和塔上的銅球作為發(fā)射和接收端完成了無線電能傳輸實(shí)驗(yàn)。1964年，威廉·布朗演示了遠(yuǎn)場(chǎng)（輻射）無線電能傳輸方法，他利用整流天線有效地將微波轉(zhuǎn)換為直流電，根據(jù)微波輻射原理，從地面為一架直升機(jī)無線供電。在1975年，布朗展示了475W的微波短程傳輸，其DC-DC效率為54％。此后，布朗和羅伯特·迪金森在美國宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室使用2.38GHz的微波，從一個(gè)26米的天線到相距1.5公里的一個(gè)7.3m×3.5m的整流天線陣列之間傳輸30kW的功率，效率高達(dá)80％。2007年，麻省理工學(xué)院（MIT）的研究團(tuán)隊(duì)基于磁耦合諧振理論，使用半徑為30cm的耦合線圈實(shí)現(xiàn)2m距離的功率傳輸，其效率為40%。目前國內(nèi)外學(xué)者對(duì)?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]磁耦合諧振式電動(dòng)汽車動(dòng)態(tài)無線充電系統(tǒng)研究[D]. 曾慶奇.華南理工大學(xué) 2019
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本文編號(hào)：3361490