【摘 要】
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随着全球能源短缺和环境恶化,电动汽车因环保、节能、低碳等优势而得以快速发展,而无线电能传输技术对于电动汽车来说是一个新型充电方式,相对于传统有线充电方式,电动汽车无
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随着全球能源短缺和环境恶化,电动汽车因环保、节能、低碳等优势而得以快速发展,而无线电能传输技术对于电动汽车来说是一个新型充电方式,相对于传统有线充电方式,电动汽车无线充电具有安全可靠、供电方式灵活、无接触火花等诸多优点,具有良好的市场应用前景。本文以无线充电系统高效稳定供电为研究目的,对电动汽车动力电池的负载特性变化进行研究,搭建了一套电动汽车无线充电样机对锂电池进行高效充电,全文主要内容如下:本文首先介绍了电动汽车无线充电的研究背景及意义,详细阐述了目前国内外电动汽车无线充电技术的研究状况,并指出目前该技术存在的瓶颈问题。其次,本文以电路互感理论为基础对磁耦合谐振式电动汽车无线充电技术进行建模分析,建立了SS拓扑结构下电动汽车无线充电系统输出功率与传输效率模型,并对谐振线圈进行参数优化分析,对不同负载接入系统模型的影响展开分析。然后针对电动汽车无线充电时负载参数的实时变化,以磷酸铁锂电池为研究目标,对其充电时的负载特性(电池SOC、开路电压、等效外电阻)进行研究分析,得出其变化规律,并以此建立准确的电池模型,针对负载参数实时变化会导致无线充电系统的失谐,提出了基于负载实时变化的频率跟踪补偿控制方案并搭建仿真模型进行理论验证。最后,以磷酸铁锂电池为负载搭建了一套电动汽车无线充电样机,系统电源采用全桥逆变结构,可实现频率调节和移相调压功能;频率跟踪补偿控制方案采用CD4046芯片实现频率跟踪补偿;整流稳压装置采用BOOST-BUCK电路,可为锂电池进行稳定供电;通过无线充电实验验证了锂电池的最优充电范围,并通过系统电源输出波形频率变化验证了频率跟踪补偿控制方案的可行性。
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