基于S-S拓扑的无线充电系统抗偏移能力提升的关键技术研究

来源 :华北电力大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:leegimars
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无线电能传输(Wireless Power Transfer,WPT)技术在电动汽车充电中的应用可以使电动汽车充电更加便携、安全,是电动汽车充电技术中非常具有发展前景的方向,但是电动汽车无线充电接收端的错位会导致系统传输功率及效率严重偏离正常工况,制约了电动汽车无线充电系统的推广应用。因此,本文围绕补偿网络及磁耦合器本身对抗偏移能力的影响展开分析,研究用于提升无线充电系统抗偏移能力的关键技术。主要开展的工作如下:1)介绍了无线充电系统的基本构成及原理,分析了补偿网络在WPT系统中的作用并确定了文中使用的补偿拓扑结构,对带有磁芯的磁耦合器进行了仿真分析,验证了磁芯对提升耦合器抗偏移能力的重要作用。2)为提高基于S-S拓扑的无线充电系统在偏移情况下输出功率的稳定性,研究了补偿电容参数对系统输出功率和效率的影响特性,提出了基于非线性规划算法的电容参数优化方法、以及用于改善偏移情况下输出功率波动的电容组合优化方法。3)研究了磁芯材料对耦合器传输效率及抗偏移能力的影响规律,提出了不同磁芯磁导率及结构形状的选择方法;采用有限元方法分析了汽车底盘对电动汽车无线充电系统屏蔽效果的影响,提出了基于遗传算法的无线充电系统屏蔽结构参数优化方法。4)基于前述理论研究成果,研制了一台3kW无线充电样机,对其采用不同磁芯及结构时的功效及抗偏移能力开展了系统实验研究,验证文中所提出补偿参数及屏蔽结构优化方法的有效性及实用性。
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