分布式動態(tài)磁耦合諧振無線充電控制技術(shù)
發(fā)布時間:2022-12-17 14:14
隨著電動汽車行業(yè)的發(fā)展,其相關(guān)充電技術(shù)成為大家研究的熱點之一,無線電能傳輸技術(shù)利用磁耦合諧振原理可實現(xiàn)非接觸充電。根據(jù)這一特點,本文將電動汽車充電與無線電能傳輸結(jié)合從而實現(xiàn)電動汽車邊走邊充電即課題名字中的動態(tài)充電由來。為實現(xiàn)這一目標(biāo),本文將從以下幾個方面對課題進(jìn)行研究:1對發(fā)射側(cè)補償拓?fù)溥M(jìn)行合理設(shè)計,發(fā)射線圈側(cè)電路選擇LCC補償結(jié)構(gòu)從而實現(xiàn)一次側(cè)發(fā)射線圈電流與二次側(cè)電路參數(shù)的解耦,對LCC補償拓?fù)涞目蛊铺匦赃M(jìn)行了分析與驗證,并對系統(tǒng)的傳輸功率及效率進(jìn)行建模與分析,得到優(yōu)化的傳輸功率與效率及與此對應(yīng)的匹配等效負(fù)載阻抗,為后文控制器期望點的配置及系統(tǒng)元件參數(shù)的選取提供了理論基礎(chǔ)。2系統(tǒng)發(fā)射線圈采用分布式鋪設(shè)(課題中“分布式”的由來),并合理設(shè)計線圈結(jié)構(gòu)及排布方式,接收線圈運動過程中隨著發(fā)射、接收線圈間相對位置的改變,線圈間互感處于動態(tài)波動狀態(tài)。通過Maxwell電磁仿真軟件和微元計算法對發(fā)射線圈間間距和接收線圈長度進(jìn)行優(yōu)化分析,利用互補的思想實現(xiàn)接收線圈運動過程中相鄰兩個發(fā)射線圈(雙源)與接收線圈間互感可相互補償從而減小線圈間總互感的波動幅度。3對車載系統(tǒng)兩級互聯(lián)設(shè)計方案中整流、DC-D...
【文章頁數(shù)】:89 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 課題研究背景及意義
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意義
1.2 無線電能傳輸技術(shù)研究及應(yīng)用現(xiàn)狀
1.2.1 無線電能傳輸技術(shù)研究現(xiàn)狀
1.2.2 國內(nèi)相關(guān)研究及市場應(yīng)用現(xiàn)狀
1.2.3 國外相關(guān)研究及市場應(yīng)用現(xiàn)狀
1.3 本文主要研究內(nèi)容
第二章 系統(tǒng)設(shè)計理論基礎(chǔ)及分析
2.1 系統(tǒng)設(shè)計分析
2.2 無線充電系統(tǒng)建模分析
2.2.1 磁耦合諧振理論
2.2.2 線圈間互感計算
2.3 系統(tǒng)控制算法
2.3.1 常見控制算法介紹
2.3.2 無源控制理論及其控制模型推導(dǎo)
2.4 本章小結(jié)
第三章 系統(tǒng)補償拓?fù)浼榜詈暇圈設(shè)計
3.1 系統(tǒng)補償拓?fù)湓O(shè)計
3.1.1 補償拓?fù)涮匦苑治?br> 3.1.2 LCC-S補償結(jié)構(gòu)抗偏移特性仿真驗證
3.1.3 LCC-S補償下系統(tǒng)傳輸功率及傳輸效率分析
3.2 耦合線圈結(jié)構(gòu)及排布設(shè)計
3.2.1 分布式鋪設(shè)方案線圈間耦合分析
3.2.2 雙發(fā)射線圈(雙源)耦合分析
3.2.3 發(fā)射線圈間距及接收線圈長度優(yōu)化
3.3 不同發(fā)射線圈間距與接收線圈長度匹配下系統(tǒng)傳輸功率效率分析
3.4 本章小結(jié)
第四章 兩級控制方案設(shè)計
4.1 車載側(cè)充電系統(tǒng)控制方案設(shè)計分析
4.2 車載控制系統(tǒng)負(fù)載端蓄電池充電特性及充電方式
4.3 可控整流器拓?fù)湓O(shè)計
4.4 整流電路PI-PBC控制器設(shè)計
4.4.1 系統(tǒng)建模分析
4.4.2 控制模塊設(shè)計
4.4.3 電路仿真驗證
4.5 DC-DC電路PI-PBC控制器設(shè)計
4.5.1 DC-DC變換器建模分析
4.5.2 控制模塊設(shè)計
4.5.3 電路仿真驗證
4.6 本章小結(jié)
第五章 車載側(cè)控制系統(tǒng)設(shè)計
5.1 整流——DC-DC兩級互聯(lián)控制方案設(shè)計
5.1.1 兩級控制器互聯(lián)及期望點配置
5.1.2 電路仿真驗證
5.2 車載側(cè)SCC結(jié)構(gòu)控制方案設(shè)計
5.2.1 SCC結(jié)構(gòu)介紹及控制器設(shè)計
5.2.2 電路仿真及實驗驗證
5.3 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
總結(jié)
展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]傳統(tǒng)燃油汽車真的會退出市場嗎?[J]. 胡軼群. 商業(yè)觀察. 2017(11)
[2]磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)頻率分裂抑制方法[J]. 李中啟,黃守道,易吉良,李軍軍. 電力系統(tǒng)自動化. 2017(02)
[3]電動汽車無線充電技術(shù)研究綜述[J]. 趙爭鳴,劉方,陳凱楠. 電工技術(shù)學(xué)報. 2016(20)
[4]一種基于對稱SCC結(jié)構(gòu)的電流源型高頻諧振功率變換器[J]. 曾君,孫偉華,劉俊峰,李學(xué)勝. 中國電機工程學(xué)報. 2016(11)
[5]廣西電網(wǎng)建成國內(nèi)首條電動汽車無線供電車道[J]. 祝文姬,朱桂華. 廣西電業(yè). 2016(Z1)
[6]基于LCL諧振型感應(yīng)耦合電能傳輸系統(tǒng)[J]. 周豪,姚鋼,趙子玉,周荔丹,蔣大為,郭峰. 中國電機工程學(xué)報. 2013(33)
[7]新型S/SP補償?shù)姆墙佑|諧振變換器分析與控制[J]. 侯佳,陳乾宏,嚴(yán)開沁,李明碩,張強,阮新波. 中國電機工程學(xué)報. 2013(33)
[8]電磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)的建模、設(shè)計與實驗驗證[J]. 張獻(xiàn),楊慶新,陳海燕,李陽,蔡燕,金亮. 中國電機工程學(xué)報. 2012(21)
[9]無線輸電基本原理及應(yīng)用研究[J]. 張宇,石新春,李琦. 科技資訊. 2012(18)
[10]電磁耦合諧振式傳能系統(tǒng)的頻率分裂特性研究[J]. 張獻(xiàn),楊慶新,陳海燕,李陽,張欣,金亮. 中國電機工程學(xué)報. 2012(09)
博士論文
[1]基于無源理論的非線性系統(tǒng)控制[D]. 張萌.浙江大學(xué) 2018
[2]柴油車排放PM2.5氧化消除催化劑在過濾器表面的涂覆規(guī)律以及中試實驗性能研究[D]. 唐龍.中國石油大學(xué)(北京) 2017
[3]諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)的若干電磁問題研究及優(yōu)化設(shè)計[D]. 陳琛.東南大學(xué) 2016
[4]分段式動態(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
[5]基于分段導(dǎo)軌模式的電動車無線供電技術(shù)關(guān)鍵問題研究[D]. 田勇.重慶大學(xué) 2012
碩士論文
[1]基于光伏發(fā)電的三線圈磁耦合諧振無線充電平臺[D]. 劉鵬航.華南理工大學(xué) 2018
[2]動態(tài)磁共振耦合無線電能傳輸系統(tǒng)的研究[D]. 謝興瑯.華南理工大學(xué) 2017
[3]有軌電車無線電能傳輸系統(tǒng)耦合線圈的設(shè)計[D]. 王俊超.北京交通大學(xué) 2016
[4]動力鋰電池充電技術(shù)研究[D]. 徐磊.太原科技大學(xué) 2014
[5]非線性控制策略在DC-DC電力電子變換器中的應(yīng)用[D]. 閆媛媛.山東大學(xué) 2007
[6]Boost-PFC電路拓?fù)浜涂刂扑惴ǖ难芯縖D]. 郎蕓萍.浙江大學(xué) 2006
本文編號:3720072
【文章頁數(shù)】:89 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 課題研究背景及意義
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意義
1.2 無線電能傳輸技術(shù)研究及應(yīng)用現(xiàn)狀
1.2.1 無線電能傳輸技術(shù)研究現(xiàn)狀
1.2.2 國內(nèi)相關(guān)研究及市場應(yīng)用現(xiàn)狀
1.2.3 國外相關(guān)研究及市場應(yīng)用現(xiàn)狀
1.3 本文主要研究內(nèi)容
第二章 系統(tǒng)設(shè)計理論基礎(chǔ)及分析
2.1 系統(tǒng)設(shè)計分析
2.2 無線充電系統(tǒng)建模分析
2.2.1 磁耦合諧振理論
2.2.2 線圈間互感計算
2.3 系統(tǒng)控制算法
2.3.1 常見控制算法介紹
2.3.2 無源控制理論及其控制模型推導(dǎo)
2.4 本章小結(jié)
第三章 系統(tǒng)補償拓?fù)浼榜詈暇圈設(shè)計
3.1 系統(tǒng)補償拓?fù)湓O(shè)計
3.1.1 補償拓?fù)涮匦苑治?br> 3.1.2 LCC-S補償結(jié)構(gòu)抗偏移特性仿真驗證
3.1.3 LCC-S補償下系統(tǒng)傳輸功率及傳輸效率分析
3.2 耦合線圈結(jié)構(gòu)及排布設(shè)計
3.2.1 分布式鋪設(shè)方案線圈間耦合分析
3.2.2 雙發(fā)射線圈(雙源)耦合分析
3.2.3 發(fā)射線圈間距及接收線圈長度優(yōu)化
3.3 不同發(fā)射線圈間距與接收線圈長度匹配下系統(tǒng)傳輸功率效率分析
3.4 本章小結(jié)
第四章 兩級控制方案設(shè)計
4.1 車載側(cè)充電系統(tǒng)控制方案設(shè)計分析
4.2 車載控制系統(tǒng)負(fù)載端蓄電池充電特性及充電方式
4.3 可控整流器拓?fù)湓O(shè)計
4.4 整流電路PI-PBC控制器設(shè)計
4.4.1 系統(tǒng)建模分析
4.4.2 控制模塊設(shè)計
4.4.3 電路仿真驗證
4.5 DC-DC電路PI-PBC控制器設(shè)計
4.5.1 DC-DC變換器建模分析
4.5.2 控制模塊設(shè)計
4.5.3 電路仿真驗證
4.6 本章小結(jié)
第五章 車載側(cè)控制系統(tǒng)設(shè)計
5.1 整流——DC-DC兩級互聯(lián)控制方案設(shè)計
5.1.1 兩級控制器互聯(lián)及期望點配置
5.1.2 電路仿真驗證
5.2 車載側(cè)SCC結(jié)構(gòu)控制方案設(shè)計
5.2.1 SCC結(jié)構(gòu)介紹及控制器設(shè)計
5.2.2 電路仿真及實驗驗證
5.3 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
總結(jié)
展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]傳統(tǒng)燃油汽車真的會退出市場嗎?[J]. 胡軼群. 商業(yè)觀察. 2017(11)
[2]磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)頻率分裂抑制方法[J]. 李中啟,黃守道,易吉良,李軍軍. 電力系統(tǒng)自動化. 2017(02)
[3]電動汽車無線充電技術(shù)研究綜述[J]. 趙爭鳴,劉方,陳凱楠. 電工技術(shù)學(xué)報. 2016(20)
[4]一種基于對稱SCC結(jié)構(gòu)的電流源型高頻諧振功率變換器[J]. 曾君,孫偉華,劉俊峰,李學(xué)勝. 中國電機工程學(xué)報. 2016(11)
[5]廣西電網(wǎng)建成國內(nèi)首條電動汽車無線供電車道[J]. 祝文姬,朱桂華. 廣西電業(yè). 2016(Z1)
[6]基于LCL諧振型感應(yīng)耦合電能傳輸系統(tǒng)[J]. 周豪,姚鋼,趙子玉,周荔丹,蔣大為,郭峰. 中國電機工程學(xué)報. 2013(33)
[7]新型S/SP補償?shù)姆墙佑|諧振變換器分析與控制[J]. 侯佳,陳乾宏,嚴(yán)開沁,李明碩,張強,阮新波. 中國電機工程學(xué)報. 2013(33)
[8]電磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)的建模、設(shè)計與實驗驗證[J]. 張獻(xiàn),楊慶新,陳海燕,李陽,蔡燕,金亮. 中國電機工程學(xué)報. 2012(21)
[9]無線輸電基本原理及應(yīng)用研究[J]. 張宇,石新春,李琦. 科技資訊. 2012(18)
[10]電磁耦合諧振式傳能系統(tǒng)的頻率分裂特性研究[J]. 張獻(xiàn),楊慶新,陳海燕,李陽,張欣,金亮. 中國電機工程學(xué)報. 2012(09)
博士論文
[1]基于無源理論的非線性系統(tǒng)控制[D]. 張萌.浙江大學(xué) 2018
[2]柴油車排放PM2.5氧化消除催化劑在過濾器表面的涂覆規(guī)律以及中試實驗性能研究[D]. 唐龍.中國石油大學(xué)(北京) 2017
[3]諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)的若干電磁問題研究及優(yōu)化設(shè)計[D]. 陳琛.東南大學(xué) 2016
[4]分段式動態(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
[5]基于分段導(dǎo)軌模式的電動車無線供電技術(shù)關(guān)鍵問題研究[D]. 田勇.重慶大學(xué) 2012
碩士論文
[1]基于光伏發(fā)電的三線圈磁耦合諧振無線充電平臺[D]. 劉鵬航.華南理工大學(xué) 2018
[2]動態(tài)磁共振耦合無線電能傳輸系統(tǒng)的研究[D]. 謝興瑯.華南理工大學(xué) 2017
[3]有軌電車無線電能傳輸系統(tǒng)耦合線圈的設(shè)計[D]. 王俊超.北京交通大學(xué) 2016
[4]動力鋰電池充電技術(shù)研究[D]. 徐磊.太原科技大學(xué) 2014
[5]非線性控制策略在DC-DC電力電子變換器中的應(yīng)用[D]. 閆媛媛.山東大學(xué) 2007
[6]Boost-PFC電路拓?fù)浜涂刂扑惴ǖ难芯縖D]. 郎蕓萍.浙江大學(xué) 2006
本文編號:3720072
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